автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпи из EPS-блоков и пенобетона на слабых грунтах

Медрес Евгений Петрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ ИЗ EPS-БЛОКОВ И ПЕНОБЕТОНА НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ

Специальность05.23.11- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2013

005061115

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» на кафедре автомобильных дорог.

Научный руководитель: ЕВТЮКОВ Сергей Аркадьевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Официальные оппоненты: ДОБРОВ Эдуард Михайлович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский автомобилыю-дорожный государственный технический университет»

ПШЕНИЧНИКОВА Елена Сергеевна

кандидат технических наук ОАО «ЦНИИС»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Петербургский

государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится 20 июня 2013 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 212.126.02 ВАК РФ при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу : 125319, г.Москва, Ленинградский пр., д.64, ауд. 42. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. Копию отзыва просим прислать на с-таПгисИяоус^тасМ.ги

Автореферат разослан «20» мая 2013 г.

Ученый секретарь

Общая характеристика работы

Актуальность темы.В настоящее время дорожное строительство в России приближается к современному мировому уровню в строительной отрасли. Одно из актуальных направлений - это строительство дорожных насыпей на слабых грунтах. Внедрение в практику новых технологий строительства дорог с применением альтернативных материалов позволит усовершенствовать конструктивно-технологические решения дорожных насыпей.

Применение альтернативных материалов, таких как пенополистирол и пенобетон, в комбинированной дорожной насыпи технически и экономически выгодно, они обладают достаточно большой долговечностью, что подтверждается международным опытом.

В российской практике, к сожалению, пока нет опыта внедрения таких современных технологий, так же нет методического и нормативного указания и руководства по расчету и проектированию насыпей на слабом грунте с применением, например, пенополистирольных блоков (EPS - блоков EkspandirovannyPenopolistirolnyBlocks - экспандированные пенополистирольные блоки). Однако Франция, Германия, Япония, Норвегия (с 1972г.), Великобритания работают в этом направлении; в США существует руководство с общим описанием принципов расчета и проектирования облегченных насыпей из EPS - блоков.

Внедрение в практику технологии строительства комбинированной дорожной насыпи позволит обеспечить устойчивость насыпи, придать'ей дополнительную ' жесткость, исключить вероятность возникновения гидростатического всплытия, а также предотвратить ряд негативных явлений, таких горючесть материалов, вандализм, что позволит усовершенствовать технологические процессы и упростить дальнейшую эксплуатацию.; Преимущества от такого внедрения позволят продлить сроки эксплуатации-дорбжной насыпи.

Целью диссертационной работы является совершенствование конструктивно-технЬлогйческих решений комбинированной дорожной насыпи на'слабых грунтах с применением EPS - блоков и пенобетона.

Поставленная цёль достигается посредством решения следующих задач:

- анализ отечественного и зарубежного опыта строительства на слабых грунтах,

- предложение подходов и методов совершенствования строительства облегченных дорожных насыпей,

- выполнение теоретических и практических исследований по применению легких материалов в комбинированной дорожной насыпи па слабых грунтах,

- совершенствованиетехнологии строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах mEPS - блоков и пепобетона,

- разработка конструктивных инженерных элементов

комбинированной дорожной насыпи.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны существующие технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах.

Предметом исследования является технология строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтахизЕРБ - блоков и пенобетона.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Решение технологических задач по укреплению слабых оснований посредством современной технологии строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS- блоков и пенобетона.

2. Решение конструктивных задач по применению в конструкции комбинированной дорожной насыпи па слабых грунтах EPS - блоков и пенобетона, а также задач по разработке конструктивных способов крепления инженерных конструкций комбинированной насыпи.

3. Определение рационального объема и пропорций легких материалов в комбинированной насыпи из EPS - блоков и пенобетона.

4. Разработка технологических методов для внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи па слабых грунтах, а также по гидростатическому всплытию.

5. Разработка алгоритма расчета комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением легких материалов, а также методик расчета устойчивости по напряжениям (стабильности) и осадки насыпи и на сопротивление гидростатическому всплытию.

Практическая значимость результатов заключается во внедрении технологии в современное строительство дорожных насыпей на слабых грунта, что позволит решить многие задачи и исключить проблемы, возникающие как в период строительства, так и в период эксплуатации; в возведении легкой конструкции, что проведет к уменьшению нагрузки на слабое грунтовое основание. Включение в конструкцию пенобетона обеспечивает устойчивость, дополнительную жесткость и безопасность конструкции, исключая риск возникновения гидростатического всплытия. Применение технологических методов для внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи на слабых грунтах направлено на проведение мероприятий, исключающих или предупреждающих негативные факторы разрушения насыпи.

Достоверность результатов исследований подтверждается с зарубежнымопытом строительства дорожных насыпей на слабых грунтах с применением только EPS - блоков, применением технологии строительства дорожной насыпи из EPS - блоков при реконструкции Приморского шоссе, расчетами и исследованиями.

Основные положения, выносимые па защиту:

- результаты анализа существующих технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах;

- технология строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS - блоков и пенобетона;

- рекомендации по применению EPS - блоков и пенобетона в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах.

- рациональные объемы и пропорции легких материалов в комбинированной насыпи;

специфика технологических работ по строительству комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS - блоков и пенобетона;

- конструктивные схемы креплений инженерных конструкций в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах;

- обоснование устойчивости насыпи против гидростатического всплытия;

- сравнение технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах: производительность работ, сроки консолидации, экономическая эффективность.

Апробация работы.Осиовпые положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на5-ти международных научно-технических конференциях СПбГАСУ, на 1Х-ХМеждународных научно-практических конференциях «Организация безопасности дорожного движения в крупных городах», на заседаниях научно-технических Советов и профильных комитетах Правительства г.Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Публнкя^нн.Основноесодержаниедиссертации отражено в 16 научных работах, в том числе в двух статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, по теме диссертации получено 5 патентов на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 152 страницах, в 11 таблицах, на 60 иллюстрациях, в 13 приложениях.

Содержание работы

Во введении изложена актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и основные задачи исследования, раскрыта общая структура диссертационного исследования.

В первой главе проведен обзор дорожной отрасли, рассмотрены традиционные технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах в Российской Федерации и результаты их применения:

- «JetGrouting» или закрепление слабых грунтов методом струйной цементации. Применение технологии позволит закрепить слабые, обводненные грунты в основании земляного полотна автомобильных дорог, тем самым обеспечит устойчивость земляного полотна и исключит его деформацию в эксплуатационный период. Снижает вероятность возникновения неравномерных осадок. Происходит ускорение осадки.

- Строительство безосадочной насыпи на слабых грунтах с

применением свай. Благодаря использованию различных типов свай обеспечивается устойчивость насыпей на слабых грунтах и исключается деформация дорожного покрытия в эксплуатационный период.

- Строительство насыпи с применением ленточныхгеодрен. Применение технологии обеспечивает устойчивость насыпи в процессе возведения. Ускорение прохождения осадки насыпейс 2-3 лет до бмесяцев.

Стабилизация слабых оснований геоматрасом. Применение геоматраса обеспечивает устойчивость насыпи. Технология обусловлена простотой технологических операций и применяемого оборудования.Происходит значительное снижение неравномерности осадок и уменьшение примерно на 30% величины конечной осадки.

- Химическое закрепление грунтов. Технологию применяют при строительстве дорог, стабилизации плывунов и упрочнения слабых оснований, обнаруженных при инженерно -геологических изысканиях, а также в период эксплуатации по необходимости.

- Усиление конструкции насыпей на слабых основаниях с применением геосинтетических материалов. Технология позволяет сократить сроки до устройства покрытия, повысить эксплуатационную надежность, сократить потери традиционных материалов, улучшить условия производства работ, сократить объемы привозных грунтов. Осадка будет проходить более равномерно, уменьшаясь по величине.

- Строительство насыпей на слабых грунтах с применением пригруза. Технология применяется при коротких сроках строительства дорожных насыпей. Применяется при необходимости в получении полной расчетной осадки насыпи в период строительства.

- Строительство насыпей из EPS - блоков. Технология заключается в укладке блоков и креплении их коннекторами.

В главе рассмотрены традиционные типы легких материалов, применяемых в насыпях на слабых грунтах. К таким относятся: древесное волокно, измельченные автошины, топочный шлак, керамзит или вспученная сланцевая глина, охлажденный доменный шлак, вспученный доменный шлак, зола - уноса ТЭЦ, экструзионнный полистирол (XPS). Однако такие материалы имеют достаточно большой диапазон объемного веса. Поэтому альтернативой традиционным материалам являются пенополистирол и пенобетон. Благодаря их меньшему весу снижается нагрузка на слабое основание. Тем более, анализ зарубежного опыта строительства на слабых грунтах доказал, что применение легких материалов способствует уменьшению общего времени строительства, созданию относительно меньшей недренированной (первоначальной) и консолидационной осадки, уменьшению эксплуатационных затрат из-за меньшей осадки. В главе представлены основные направления дальнейших исследований. Главное направление - совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпиизЕРБ - блоков и пенобетона на слабых грунтах(рис.1).

Существующие технологии строительства дорожных насыпей, имеют свою эффективность и обоснованность применения иа слабых грунтах. Тому доказательство и зарубежный опыт дорожного строительства.

Рис.1 Поперечный профиль комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS - блоками и пенобетоном Комбинированная насыпь состоит из EPS - блоков, заключенных в «обойму» из пенобетона с дополнительной прослойкой из пенобетона. Технология строительства комбинированной насыпи и применяемыев ней материалы - пенополистирол и пенобетон - позволяют выявить основные преимущества и особенности данной технологии, такие как: простота монтажа и относительно высокая скорость возведения насыпи, значительное снижение нагрузки на основание слабых грунтов. Все это имеет свою обоснованность и целесообразность. Однако, есть некоторые проблемы, например, возможное гидростатическое всплытие, которые решаются благодаря разработанному конструктивно-технологическому решению. Легкие заполнители - EPS - блоки и пенобетон применяют в качестве закрепителя грунта, как альтернатива замены грунта.Строительство комбинированной насыпи возможно в сравнительно короткие сроки, и к тому же достаточно экономично за счет применения недорогостоящих современных материалов. Преимущества такой единой монолитной конструкции заключены в обеспечении устойчивости, жесткости, исключая риск возникновения гидростатического всплытия,легкости и пожаробезопасное™ насыпи, и все это позволит продлить сроки эксплуатации.

Вторая главапосвящена прииципамстроительства комбинированной дорожной насыпиизЕРБ - блоков и пенобетона на слабых грунтах.Применение в комбинированной насыпи пепополистирола и пенобетона способствовало альтернативной замене традиционных материалов. Благодаря свойствам рассмотренных материалов комбинированный массив представляет собой целостную, единую прочную конструкцию, не подверженную воздействию как внешних, так и внутренних разрушений (нагрузок).Проведены теоретические и экспериментальные

исследования. Их цель заключается в проведении испытаний пенополистирольных блоков для их обоснованного применения в строительстве комбинированной насыпи на слабых грунтах.В исследованиях принимают участие образцы из одной партии блоков одного типа последовательно изготовленных на одной технологической линии в течение не более одних суток. Результаты исследований представлены на рис.2, 3.

Определение прочности на сжатие при 1 % деформации

п

X ГС

ц 2$

„

т

я»*

gr ю — X

о С Q->S

с о § г

а. я С "

17,6 19,2 20,0 20,2 21,2 22,3 26,4 24,1 25,3 26,6 Плотность, р.кг/мЗ

а) при1% деформации

Определение прочности на сжатие при 5% деформации

200.0 180.0 160.0 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0

JC

20.0

12,7 13,4 14,4 16.8 16,9 17,6 19,2 20,0 20,2 21,2 22.3 24,1 25.3

Плотность, Р, КГ/мЗ

б) при 5% деформации

Определение прочности на сжатие при 10% деформации

°г>Х с О

с х

150,0

е" ioo,o t

50,0

ага 00

Ш ¡| 12,7 13,4 14,4 16,8 16.9 17.6 19.2 30,0 20,2 21,3 33.3 24,1 25.3 26.4 26,6

с п Плотность, р, КГ/МЗ

в) при 10% деформации Рис.2.Полученные результаты испытаний по определению прочности на сжатие при заданных деформациях от плотности:а) 1%,б)5%,в) 10%

400,0 350,0 300,0 250,0 , 200,0 = 150,0 100,0 Ь0,0

Определение предела прочности при изгибе

14,4 12,7 13,4 17,6 16,8 16,9 19,2 20,2 20,0 24,1 21,2 22,3 253 26,6 26,4

Плотность, р, кг/мЗ

Рис. 3. Полученные результаты испытаний по определению прочности при изгибе

Согласно полученным результатам, для комбинированной дорожной насыпи целесообразно использовать блоки плотностью не менее 29 кг/мЗ, сопротивлением сжатию при 1 % деформации 75 кПа, при 5% - 153,0 кПа, при 10%-180,0 кПа и пределом прочности при изгибе - 310,5 кПа. Итоговые значения приведены в табл. 1

Таблица 1

Результаты экспериментального исследования_

Тип блока по плотности (марка изготовителя) Плотность опытного образца, кг/м3 Сопротивление сжатию при заданной линейной деформации, кПа Предел прочности при изгибе, кПа

1 % 5 % 10%

15 13,5 25 49,5 63,0 154,8

19 17,1 40 81,0 99,0 186,3

22 19,8 50 103,5 121,5 248,4

25 22,5 70 135,0 153,0 279,0

29 26,1 75 153,0 180,0 310,5

При строительстве на слабых грунтах необходимо учитывать возможность деформаций:

деформаций, связанных с превышением касательными напряжениями, возникающими в основании насыпи от внешних нагрузок, прочности (сопротивляемости сдвигу) грунта основания. Данные деформации проявляются в виде выдавливания или выпирания грунта основания в стороны, за пределы подошвы насыпи (нарушение устойчивости основания);

- деформаций, связанных с воздействием на грунт основания нормальных (сжимающих) напряжений, которые возникают в основании от внешней нагрузки и вызывают сжатие (уплотнение) грунта и связанную с этим осадку основания - первичную (фильтрационную) и вторичную (пластическую);

- упругих деформаций, которые возникают в результате воздействия на основание насыпи транспорта, движущегося по поверхности полотна, и вызывают при значительной их величине преждевременный износ верхнего строения дорожных одежд автомобильных дорог

Устойчивость комбинированного массива можно оценить критическими и некритическими условиями, которые проявляются в эксплуатационный период. К критическим условиям относятся большие, неожиданные катастрофические деформации основания; большая общая и большая неравномерная осадка насыпи; осадка, происходящая па относительно коротких участках и в направлении движения автотранспорта, а также стоимость ремонта дорожного участка, значительно превышающая стоимость строительства. К некритическим - медленные деформации ползучести; небольшая и медленная осадка; стоимость ремонта ниже затрат на строительство дорожной конструкции.

В случае необходимости применяются технологические методы для внешней и внутренней устойчивости, направленные на повышение степени устойчивости основания насыпи, уменьшение величины конечной осадки комбинированной конструкции, а также на предотвращение

гидростатического всплытия.

Анализ исходных данных позволяет избежать проблем и ограничений, которые могут проявиться на этапе проектирования дорожной насыпи. Например, могут возникнуть ограничения по продолжительности периода строительства объекта, по подъездным дорогам с запрещенным движением обеспечивающего строительство транспорта, по выявлению «жестких», как провода линий электропередач, и «нежестких», как глиссады самолетов на подлете к аэропорту, препятствий, способные повлиять на проектирование и строительство.

Оценка устойчивости в совокупности с исходными данными во многом определяют геометрию насыпи, а также объем EPS - блоков и пенобетона в массиве насыпи. Нагрузка на слабый грунт основания, создаваемая дорожной одеждой и массивом легких материалов, может снижать устойчивость при таких механизмах разрушения, как осадка, несущая способность, устойчивость откосов, сейсмическая устойчивость и, в тоже время, повышать устойчивость при других механизмах внешнего разрушения, например при гидростатическом всплытии, ветровом сдвиге.

Расчет комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением EPS- блоков и пенобетона позволяет сделать выводы о несущей способности, осадке, рассчитать и определить механизмы разрушения насыпи, мероприятия по предотвращению разрушений, технологические корректировки, таким образом, заранее предопределить целесообразность строительства конструкции.

Блок-схема реализации расчета комбинированной насыпи представлена на рис. 4.

При расчете комбинированной дорожной насыпи рекомендуется также

учитывать:

- гравитационные нагрузки, создаваемые элементами насыпи. Гравитационные нагрузки включают в себя вес дорожной одежды, включая вес плиты из пеножелезобетона; вес покрытия откосов из пенобетона; вес слоя из пенобетона, укладываемого на существующее грунтовое основание под EPS- блоками.

дорожной насыпи

- транспортные нагрузки. По сравнению с собственным весом дорожной одежды величина транспортной нагрузки обычно несущественна и, поэтому, в расчетах полной осадки и общей устойчивости ей можно пренебречь.

нагрузки от • воздействия воды. Строительство дорожной комбинированной насыпи па слабых грунтах характеризуется уровнем грунтовых вод, поэтому при расчетах должен учитываться как нормальный, так и экстремальный уровень воды; последний, обычно, определяется по максимальному уровню подъема воды, зарегистрированный на 100-летний период. При расчете важно уделить внимание таким факторам как возможность всплытия при неожиданном повышении нормального уровня воды и несбалансированный сдвиг вследствие несбалансированного давления воды в поперечном к насыпи направлении.

- сейсмические нагрузки. Сейсмическая нагрузка - краткосрочное явление, которое необходимо учитывать в составе геотехнических проблем проектирования дорожных насыпей. Сейсмическая нагрузка оказывает

влияние как на внешнюю, так и на внутреннюю устойчивость насыпи.

Учитывая нагрузки при расчетах, важно учесть и проблемы, которые могут возникнуть при строительстве дорожных насыпей на слабых грунтах с применением легких материалов.

В третьей главе представленаспецифика технологии строительства и конструктивно-технологические решения комбинированной дорожной насыпи из EPS - блоков и пенобетона.

Представлены рекомендации по применению EPS - блоков и пенобетона при возведении комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах.

При строительстве дорожной комбинированной насыпи важно учитывать, что блоки должны укладываться так, чтобы их наименьший размер (толщина) располагался вертикально; блоки должны быть плотно прижаты друг к другу со всех сторон; пенобетон является равномерным распределителем нагрузки, дополнительной прослойкой между блоками, защитой от внешних факторов и мелких грызунов. Важно также учесть количество используемого материала, так как это, в первую очередь, влияет на экономическую эффективность, а также и на вес конструкции. Объем применяемого материала зависит от площади строительства и высоты возводимой насыпи.

Рекомендации по применению рациональных объемов материалов предназначены для применения при расчете, проектировании и строительстве комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах. Альтернативная комбинация легких материалов предназначена для ускорения осадки дорожной конструкции, сокращения сроков консолидации слабого грунта, тем самым повышая устойчивость насыпи.

Необходимо также учесть при строительстве уровень воды, во избежание гидростатического всплытия насыпи. Рекомендации по применению легких материалов предназначены для всех категорий дорог (насыпей). Разработаны рациональные объемы легких материалов в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах (табл.2, рис.5, 6)

Проведен анализ расчета на наличие гидростатического всплытия, что позволяет сделать вывод: чем больше объемный вес насыпи, тем ниже риск разрушения насыпи. Таким образом, наличие в комбинированной дорожной насыпи слоев из пенобетона смогут обеспечить устойчивость и безопасность конструкции, исключая риск возникновения гидростатического всплытия.

Процесс устройства комбинированного земляного полотна включает подготовительные, основные, планировочные, отделочные, укрепительные работы. Для выполнения всего объема работ при производстве работ применяются способы и средства механизации. Работы по сооружению комбинированного полотна выполняются специализированными подразделениями дорожных организаций и относятся к сосредоточенному виду, так как имеют определенные объемы сложности выполнения.

Технология строительства комбинированной дорожной насыпи с

использованием EPS - блоков и пенобетона заключается в последовательных этапах выполнения:

1. Подготовка территории к строительству.

2. Организация основных работ: срезка растительного грунта; планировка подошвы будущей комбинированной насыпи; конструирование нижнего слоя из пенобетона; укладка первого массива EPS - блоков; конструирование промежуточного слоя из пенобетона; укладка второго массива EPS - блоков; конструирование пеножелезобетонной плиты; устройство закладных деталей для инженерных сооружений; выравнивание откосов комбинированной насыпи; строительство конструкции дорожной.

Таблица 2

Рациональное отношение материалов в комбинированной дорожной

насыпи из EPS-блоков и пенобетона на слабых грунтах

Высота насыпи, м Способ использования грунта Дорожная насыпь

0-1 Удаление и замена При глубине выемки 0,4-1,0 м добавление в конструкцию EPS -блоков нецелесообразно

1-2 Прочный грунт *** '^лабий грум/'''

2-3 hEPs:h„6 =1:1 liEPs:hn6 = 2:1

3-4 Использование в качестве основания > hEps:lin6= 3:1 При включении в конструкцию насыпи дополнительного слоя пенобетона hEps:hn6= 1:1

4-5 liEPs:hn6= 2:1

5-6 hEps:h„6= 3:1

6-7 hEps:hnfi = 4:1

7-8 hEpS:hn6 = 4:l

8-9 liEPs:hji6 = 5:1

80,0

0 70,0

| 60.0

£-50.0

о

X

° 40.0 m

о? зо.о

ш

5

а> 20.0 .0

8 10.0 0.0

0,0 0.0 1 2

Высота насыпи, м

Рис.5 Рациональный объем EPS в комбинированной насыпи, %

70,0

1 GO,0 3"

150.0

x

о

m 40 0 m

r

£ 30.0 0) Ю

о

£20.0

с

г

2 ю.о 8

0.0

p -1

p i

Высота насыпи,м

Рис.6 Рациональный объем пенобетона в комбинированной насыпи, %

3. Отделочные и укрепительные работы.

При строительстве комбинированной насыпи, если запланировано проектом, предусмотрено обустройство дороги - установка защитных барьерных ограждений на всём протяжении по обеим направлениям с одной стороны, устройство шумозащитных экранов на участках, прилегающих к жилой застройке, опоры мачт освещения, дорожных знаков, и другие инженерные сооружения. Для этого выполняются локальные вырезы для монтажа дорожных элементов. Чтобы приспособить форму блоков к конструкциям может использоваться цепная пила, нагретая проволока.Технологическая схема организации работ при строительстве комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах их EPS - блоков и пенобетона представлена на рис.7. Пеножелезобетонная плита используется для крепления в ней инженерных сооружений. При проектировании выполняют расчет прочности закрепленных элементов обустройства дороги в плите. По результатам расчета может потребоваться усиление армирования и некоторое увеличение толщины слоя плиты.

В четвертой главе диссертации даиопрактическое обоснование технологии строительства комбинированной насыпи из EPS - блоков и пенобетона с традиционными технологиями, применяемыми па слабых грунтах. В качестве примера использованы данные участка на Приморском шоссе. Приведено экономическое обоснование рассматриваемых технологий. Расчетами обоснованы устойчивость по напряжениям (стабильности) и осадки насыпи, сопротивление гидростатическому всплытию. Расчеты для насыпи высотой 6м дают следующие результаты: минимальная величина коэффициента стабильности - Е12, конечная осадка - 5,5 см, продолжительность периода стабилизации осадки, в годах, по условию скорость осадки менее 2см/год - 0,17.

Весь алгоритм расчета осадки и времени ее стабилизации записан в системе Mathcad.

Мярюнетво инженерн ы* СС-рруЖекИИ_

Планировка подошвы

насыпи

Конструирован!'« нижнего спои ив пенобетона

Рис. 7. Технологическая схема организации работ при строительстве комбинированной дорожной насыпи их EPS - блоков и пенобетона на слабых грунтах

Расчет устойчивости против всплытия при подтоплении на 2,5м показал, что соответствующий коэффициент запаса Кзап = 1,17. Согласно принятым зарубежным нормативам устойчивость против всплытия считается обеспеченной при Кзап > 1,1.Таким образом, рассмотренное решение комбинированной облегченной насыпи позволяет получить практически безосадочную и устойчивую конструкцию на основании, вмещающем слабые грунты.

Сравнительный анализ технологий строительства схематично представлен на рис.8.

Для комбинированной насыпи из EPS - блоков и пенобетона не требуется никаких дополнительных мероприятий по увеличению устойчивости основания.

Для экономического обоснования эффективности в главе были применены цены, тарифы, ставки заработной платы и другие ценообразующие нормативы, действующие в период III кв. 2012г.

21,1' cw 5Д см Конгчвая осадка

2J «' Ф.И7 )1 тзвяш$} Ф С к о рость осад вй П родолжител ь ность MSWSe 2 см/ год п=р и ОД 3 С?3§ ил И 33 U и осадки е годах

fi,S3> ш «• 1.1£г-м 4- Минимальная валичинз к о зфсэ и ц и 5 нта стэо иль «ости

Грунтовая насыпь Ко мо и ни р о Еа иная нзсыпь из EPS -блоков и пенобетонз Насыпь из EPS - блоков

О О Евэт =1.1.7 * Кзап =Е',Е2> Гид р : -эти и=: к = всплытие

% а о 3 Ъй CJ X Si cl Csa(M№9 ОВЖВБВМЮ с ГУФКИМ ростверком вы ::с:гр:чь:гс ТИМЮ1?-гэоснггэтичэскогс МЗТВрКаПЗ НВТрЭС'уЭТМ допели ктвпькых MBpDB pHWTR.fl Увел* ч вн кэ толщин ы п всч зн ОГО спс'й

Рис. 8 Сравнение с альтернативными решениями - технологиями строительства насыпей на слабых грунтах Сравнение по стоимости строительства, ремонта и содержания дорожной одежды проводилось на период сравнения 20 лет. Для сравнения приняли участки автомобильной дороги протяженностью 180м и площадью 4500 м2(табл.З).Затраты на ремонт и содержание дорожной одежды для участков выполнены в соответствии с ведомственными строительными нормами и составляют:на текущий ремонт и содержание дорожной одежды -

0,5% от стоимости строительства;на - 40% от стоимости строительства.

капитальный ремонт дорожной одежды

Таблица 3

Строительство участка автомобильной дороги протяженностью 180 м площадью и ивюмооильпои дороги Строительство участка автомобильной дороги протяженностью 180 м площадью 4500 м2 па слабых грунтах с

4500 м" на слабых грунтах с устройством забивных свай устройством комбинированной облегченной насыпи

Всего дисконтированных затрат па ремонт и содержание дорожной одежды

(млн. руб.)

45600,81 39189.05

Стоимость строительства (млн. dv6.)

262806,18 227300,79

Всего стоимость строительства, ремонта и содержания дорожной одежды па период сравнения 20 лет (млн. руб.)

308406,99 266490,29

сравнению с затратами на строительство насыпи на сваях, что составляет соответственно 227300,79 млн. руб. и 262806,18 млн. руб. Соответственно в случае комбинированной насыпи затраты на текущий ремонт и содержание дороги и капитальный ремонт меньше на 15%. Значения экономической эффективности обусловлены техническими, экономическими и экологическими преимуществами.

Основные выводы

Анализируя главы диссертационной работы, можно отмстить, что совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпи из EPS - блоков и пенобетона на слабых грунтах необходимо и актуально. Научная новизна предложений обоснована. В подтверждении тому, можно сделать выводы:

1. Анализ зарубежного опыта строительства дорожных насыпей на слабых грунтах доказал, что применение легких материалов обеспечивает высокое качество строительных работ, позволяет оптимизировать экономические затраты, а также дает надежный и долговечный результат.

2. Предложены технологические методы для внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи па слабых грунтах.Включение в дорожную насыпь пенобетона предотвращает от гидростатического всплытия, придает жесткость конструкции, облегчает укладку массива из EPS - блоков. Применение пепожелезобетопной плиты придает дополнительную жесткость конструкции, распределяет напряжения и необходима для крепления инженерных сооружений: ограждений, шумозащитных экранов, опор освещения.

3. Разработанные рекомендации по применению EPS - блоков и пенобетона в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах, позволяют эффективно использовать рациональное отношение материалов в конструкции.

4. Опытным путем определены образцы для комбинированной насыпи: блоки плотностью не менее 29 кг/мЗ, сопротивлением сжатию при 1 % деформации 75 кПа, при 5% - 153,0 кПа, при 10%-180,0 кПа.

5. Разработан стандарт организации по устройству комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением EPS -блоков и пенобетона.

6. Экономическое обоснование технологии позволяет сделать вывод: затраты на строительство комбинированной насыпи ниже на 15% по сравнению с затратами на строительство насыпи на сваях, что составляет соответственно 227300,79 млн. руб. и 262806,18 млн. руб.; затраты на текущий ремонт и содержание дороги и капитальный ремонт меньше на 15%.

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Медрес Е.П. Современный подход к строительству дорожных насыпей на слабых грунтах с пенобетоном. Электронный журнал «Современные проблемы науки и образования» 2012. - № 4; URL: http://www.science-education.i-u/104-6550.

2.Медрес Е.П. Комбинированная дорожная насыпь на слабых грунтах с применением EPS - блоков и пенобетопа.//Вестник гражданских инженеров спбгасу, 2012. №5 (34 октябрь). С.199-203. 0,4 п.л.

Монография

3.С.А. Евтюков, Г.А. Рябинин, А.Г. Спектор Строительство, расчет и проектирование облегченных насыпей. Под ред.Е.П.Медреса.-СПб.: ИД «Петрополис», 2009,- С. 260.16,25 п.л. / 9,75п.л. - автор, участ.

Статьи в других изданиях

4.Медрес Е.П., Евтюков С.А. Проектирование и строительство облегченных насыпей с применением EPS-блоков. //Автомобильные дороги. -№10. - 2007 - С.73-75. 0,45 п.л. / 0,3 п.л. - автор, участ.

5. Медрес Е.П. Евтюков С.А.Подходы и методы к строительству дорожных насыпей на слабых груптах.//Наука и транспорт№4 - 2012. - С.20-22 0,45 п.л. / 0,3 п.л. - автор, участ.

6.Медрес Е.П., Васильев Я.В. Применение блоков из экспандированпого полистирола при строительстве и реконструкции автомобильных дорог на участках со слабым грунтовым основанием. Автомобильные дороги, транспорт и экология//Сборпик научно-практических трудов группы предприятий «Дорсервис». СПб.:- Изд-во ДНК, 2006.-С.21 -40.1,25 п.л. / 0,75п.л. - автор, участ.

7.Медрес Е.П. Применение геопен - полистирольиых блоков - при

возведении насыпей на участках со слабым грунтовым основанием.// «Вестник строительного комплекса». №5. - 2008. -С.69-70.

8.Медрес Е.П., Евтюков С.А. Современные технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах. Сборник докладов десятой международной конференции: «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах. Инновации: ресурс и возможности». СПб.2012. -С. 291-297.0,4 п.л. / 0,3 п.л. - автор, участ.

9. Медрес Е.П., Евтюков С.А. Эффективность применения технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах. //Мир Дорог. - №65. 2012г. - С.2-4. 0,2 п.л. / 1,15 п.л. - автор, участ.

10. Медрес Е.П., Матгосова ЕЛО. Экспандированныйпенополистирол (EPS) как легкий заполнитель для насыпи. Несущая способность. Алгоритм подбора EPS - блоков с оптимальной плотностью. ZwiQkszenieefektywnosciprocesowBudowlanych i przemyslowych, Cz^stochowa 2012, s. 129-133.0,3п.л. / 0,25п.л. - автор, участ.

11. Евтюков С.А., Медрес Е.П. Строительство дорожных насыпей на слабых грунтах: подходы и методы. // Наука и транспорт. - №4/12. 2012г.-С. 31-33. 0,2 п.л. /0,15 п.л. - автор, участ.

Патенты.

12. Дорожная насыпь с армогрунтовой подпорной стенкой. Пат. №75404 Зарегистрировано в Гос. Реестре полезных моделей РФ 10.08.2008

13.Устройство дорожной одежды. Пат. 89121 РФ, №2009127067/22; за-явл. 14.07.2009; опубл. 27.11.2009, Бюл.№33.3с.

14. Автономное устройство для тушения пожара. Пат. 125089 РФ, №2012134620/12; заявл. 13.08.2012; опубл. 27.02.2013 Бгол. №6.

15. Устройство легкой дорожной насыпи». Пат. 126016 РФ, №2012137833; заявл. 04.09.2012: опубл. 20.03.2013 Бюл. №8.

16. Основа кабельного канала. Пат.№69335 РФ 2007128081/22 от 17.07.2007. опубл. 10.12.2007. Бюл. №34.

Компьютерная верстка Барболина М.А.

Подписано к печати 16.05.2013. Формат 60x84 1/16. Бум.офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 120 экз. Заказ 48.

Отпечатано в ООО ИД «Петрополис» 197101 Санкт-Петербург ул. Б.Монетная, д. 16, офис 12

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

04201357782 625.731.1

МЕДРЕС Евгений Петрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ ИЗ EPS - БЛОКОВ И ПЕНОБЕТОНА НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ

05.23.11 Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор С.А. Евтюков

Санкт-Петербург-2013 г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ........................................................................... 5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ДОРОЖНЫМ НАСЫПЯМ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ............................... 9

1.1. Обзор дорожной отрасли: технологии в строительстве насыпей на слабых грунтах..................................................................... 9

1.2. Типы легких материалов, применяемых в насыпях

на слабых грунтах..................................................................

1.3. Зарубежный опыт строительства дорожных насыпей

на слабых грунтах................................................................. 21

1.4. Совершенствование подхода к строительству облегченной насыпи

28

на слабых грунтах

Выводы по 1-й главе............................................................... 32

ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ ИЗ EPS - БЛОКОВ И ПЕНОБЕТОНА НА

35

СЛАБЫХ ГРУНТАХ..............................................................

2.1. Применение альтернативных легких заполнителей

35

в комбинированной насыпи на слабых грунтах..............................

2.1.1. Экспериментальное исследование применения EPS- блоков при

48

строительстве комбинированных блоков.....................................

2.2. Методологические принципы технологии строительства

53

комбинированной насыпи на слабых грунтах...............................

2.3. Устойчивость комбинированной насыпи из EPS - блоков и

59

пенобетона на слабых грунтах.................................................

2.4. Технологические методы корректировки устойчивости

комбинированной насыпи с EPS - блоками и пенобетоном..............

Выводы по 2 - й главе.............................................................. 82

ГЛАВА 3. СПЕЦИФИКА ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ ИЗ EPS - БЛОКОВ

o-j

И ПЕНОБЕТОНА И ОСОБЕННОСТИ.......................................

3.1. Рекомендации по применению EPS - блоков и пенобетона при строительстве комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах............................................................................... 83

3.2. Особенности гидростатического всплытия комбинированной дорожной насыпи................................................................... 89

3.3. Специфика технологических работ по строительству комбинированной дорожной насыпи с применением EPS - блоков и пенобетона..........................................................................

3.4. Контроль качества при производстве строительных работ и техника безопасности при строительстве комбинированной дорожной

111

насыпи................................................................................

Выводы по 3 - й главе............................................................. 118

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМБИНИРОВАННОЙ

120

ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ ИЗ EPS - БЛОКОВ И ПЕНОБЕТОНА.........

4.1. Техническое и экологическое обоснование технологии строительства комбинированной насыпи на слабых грунтах.............. 120

4.2. Расчетные обоснования конструкции облегченной насыпи......... 123

4.3. Экономическое обоснование технологии строительства комбинированной насыпи строительства.................................... 129

4.4. Реализация результатов научной деятельности в объектах интеллектуальной собственности, стандартах и практике................

Выводы по 4-й главе............................................................................................................................136

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ................................................................................................................................138

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................141

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................................................................153

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы В настоящее время дорожное строительство в России приближается к современному мировому уровню в строительной отрасли. Одно из актуальных направлений - это строительство дорожных насыпей на слабых грунтах. Внедрение в практику новых технологий строительства дорог с применением альтернативных материалов позволит усовершенствовать конструктивно-технологические решения дорожных насыпей.

Применение альтернативных материалов, таких как пенополистирол и пенобетон, в комбинированной дорожной насыпи технически и экономически выгодно, они обладают достаточно большой долговечностью, что подтверждается международным опытом.

В российской практике, к сожалению, пока нет опыта внедрения таких современных технологий, так же нет методического и нормативного указания и руководства по расчету и проектированию насыпей на слабом грунте с применением, например, пенополистирольных блоков (EPS - блоков Ekspandirovanny Penopolistirolny Blocks - экспандированные пенополистирольные блоки). Однако Франция, Германия, Япония, Норвегия (с 1972г.), Великобритания работают в этом направлении; в США существует руководство с общим описанием принципов расчета и проектирования облегченных насыпей из EPS - блоков.

Внедрение в практику технологии строительства комбинированной дорожной насыпи позволит обеспечить устойчивость насыпи, придать ей дополнительную жесткость, исключить вероятность возникновения гидростатического всплытия, а также предотвратить ряд негативных явлений, таких горючесть материалов, вандализм, что позволит усовершенствовать технологические процессы и упростить дальнейшую эксплуатацию. Преимущества от такого внедрения позволят продлить сроки эксплуатации дорожной насыпи.

Целью диссертационной работы явилась совершенствование конструктивно-технологических решений комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением EPS - блоков и пенобетона. Для достижения поставленной цели необходимо проанализировать отечественный и зарубежный опыт строительства на слабых грунтах, предложить подходы и методы совершенствования строительства облегченных дорожных насыпей, выполнить теоретические и практические исследования по применению легких материалов в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах, предложить усовершенствованную технологию строительства и конструктивно-технологические решения комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением EPS -блоков и пенобетона, разработать рекомендации по применению легких материалов в комбинированной насыпи.

Задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

• рассмотрение принципов технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах.

• обоснование существующей методологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах.

• определение требований к устойчивости и оценке осадки основания насыпи на слабых грунтах

• совершенствовании подходов к строительству облегченной насыпи на слабых грунтах.

• предложение принципа расчета облегченной насыпи на слабых грунтах.

• разработке технологических методов корректировок внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи на слабых грунтах.

• оценке возможного гидростатического всплытия.

• совершенствовании технологии строительства комбинированной насыпи на слабых грунтах.

Объект и методы исследования. В качестве объекта исследования выбраны существующие технологии строительства дорожных насыпей на слабых грунтах. Предметом исследования является технология строительства комбинированной дорожной насыпи с EPS - блоками и пенобетоном. Метод исследования, позволяющий удовлетворить требованиям при строительстве дорожной насыпи, направлен на уменьшение веса насыпи, обоснованный применением легких материалов. При этом прочность и сжимаемость естественного слабого основания насыпи улучшать не требуется. Насыпь будет технически более эффективной и экономичной, т.к. нет необходимости прибегать к дорогим техническим приемам укрепления грунта основания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Решение технологических задач по укреплению слабых оснований посредством современной технологии строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS- блоков и пенобетона.

2. Решение конструктивных задач по применению в конструкции комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах EPS - блоков и пенобетона, а также задач по разработке конструктивных способов крепления инженерных конструкций комбинированной насыпи.

3. Определение рационального объема и пропорций легких материалов в комбинированной насыпи из EPS - блоков и пенобетона.

4. Разработка технологических методов корректировки внутренней и внешней устойчивости комбинированной насыпи на слабых грунтах, а также определение гидростатического всплытия.

5. Разработка алгоритма расчета комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах с применением легких материалов, а также методик расчета устойчивости по напряжениям (стабильности) и осадки насыпи и на сопротивление гидростатическому всплытию.

Практическая значимость работы заключается во внедрении

технологии в современное строительство дорожных насыпей на слабых

грунтах. Внедрение совершенствованной технологии строительства позволит

7

решить многие задачи и исключить проблемы, возникающие как в период строительства, так и в период эксплуатации.

На защиту выносятся

• результаты анализа существующих технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах;

• технология строительства комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS - блоков и пенобетона;

• рекомендации по применению EPS - блоков и пенобетона в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах.

• рациональные объемы и пропорции легких материалов в комбинированной насыпи;

• специфика технологических работ по строительству комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах из EPS - блоков и пенобетона;

• конструктивные схемы креплений инженерных конструкций в комбинированной дорожной насыпи на слабых грунтах;

• обоснование устойчивости насыпи против гидростатического всплытия;

• сравнение технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах: производительность работ, сроки консолидации, экономическая эффективность.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ДОРОЖНЫМ НАСЫПЯМ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ

1.1. Обзор дорожной отрасли: технологии в строительстве насыпей на

слабых грунтах

В настоящее время перед российскими специалистами стоит задача усовершенствовать имеющийся опыт в строительстве автомобильных дорог, тем самым приблизить Россию к современному мировому уровню в строительной отрасли, и одно из направлений - применение новых технологий строительства дорог, в том числе на слабых основаниях. Технологии строительства облегченных насыпей на слабых грунтах заключаются в использовании легких материалов, например, EPS - блоки (EPS - блоков - Ekspandirovanny Penopolistirolny Blocks - экспандированные пенополистирольные блоки), пенобетон, древесное волокно, доменный шлак, зола - уноса ТЭЦ, топочный шлак, керамзит или вспученная сланцевая глина, измельченные автомобильные шины [1]. Подобная практика широко используется в зарубежном строительстве автомобильных дорог в США, Великобритании, Северных странах, Японии [59-84].

В России на слабых грунтах автомобильные дороги строят по современным технологиям, таким как «JetGrouting» или закрепление слабых грунтов методом струйной цементации, возведение безосадочной насыпи на сваях, применение ленточных геодрен, что способствует ускорению осадки насыпей на слабых основаниях, стабилизация слабых оснований геоматрасом, химическое закрепление грунтов и т.д. Результаты практического применения технологий строительства насыпей на слабых грунтах представлены в табл. 1.1.

Сущность технологии закрепления слабых грунтов методом струйной

цементации «JetGrouting» заключается в использовании энергии

высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и

одновременного перемешивания грунта с цементным раствором. После

9

твердения раствора образуется грунтобетон, обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками (рис.1.1).

Таблица 1.1

Современные технологии строительства насыпей на слабых грунтах

Технология Результат применения Осадка насыпи

1 Закрепление слабых грунтов методом струйной цементации «Jet Grouting» Применение технологии позволит закрепить слабые, обводненные грунты в основании земляного полотна автомобильных дорог, тем самым обеспечит устойчивость земляного полотна и исключит его деформацию в эксплуатационный период Снижает вероятность возникновения неравномерных осадок. Происходит ускорение осадки.

2 Строительство безосадочной насыпи на слабых грунтах с применением свай Благодаря использованию различных типов свай обеспечивается устойчивость насыпей на слабых грунтах и исключается деформация дорожного покрытия в эксплуатационный период. Непосредственно после отсыпки насыпи возможно устройство капитального покрытия. Наблюдается незначительная осадка насыпи

3 Строительство насыпи с применением ленточных геодрен Применение технологии обеспечивает устойчивость насыпи в процессе возведения Ускорение прохождения осадки насыпей с 2-3 лет до бмесяцев

4 Стабилизация слабых оснований геоматрасом Применение геоматраса обеспечивает устойчивость насыпи. Технология обусловлена простотой технологических операций и применяемого оборудования. Происходит значительное снижение неравномерности осадок и уменьшение примерно на 30% величины конечной осадки.

Продолжение таблицы 1.1

Технология Результат применения Осадка насыпи

5 Химическое закрепление грунтов Технология применяется при строительстве дорог, стабилизации плывунов и упрочнения слабых оснований, обнаруженных при инженерно --геологических изысканиях, а также в период эксплуатации по необходимости. Наблюдается незначительная равномерная осадка насыпи

6 Усиление конструкции насыпей на слабых основаниях с применением геосинтетических материалов Технология позволяет сократить сроки до устройства покрытия, повысить эксплуатационную надежность, сократить потери традиционных материалов, улучшить условия производства работ, сократить объемы привозных грунтов[2,15]. Осадка будет проходить более равномерно, уменьшаясь по величине

7 Строительство насыпей на слабых грунтах с применением пригруза. Технология применяется при коротких сроках строительства дорожных насыпей. Применяется при необходимости в получении полной расчетной осадки насы-пи[3,17]. Ускорение процесса осадки

8 Строительство насыпи из EPS -блоков Строительство насыпи возможно в достаточно короткие сроки. Наблюдается незначительная равномерная осадка насыпи

Устройство свай из грунтобетона выполняют в два этапа - в процессе прямого и обратного хода буровой колонны. Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки.

Рис. 1.1. Закрепление слабых грунтов методом струйной цементации: 1 - бурение лидерной скважины (прямой ход); 2 - устройство колонны (обратный ход); 3

- устройство стены в грунте

В процессе обратного хода в сопла монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением. В результате в грунтовом массиве образуются цилиндрические колонны из нового материала - грунтоцемента [4]. Данная технология применяется для закрепления слабых и обводненных грунтов в основании земляного полотна автомобильных дорог. Поперечный профиль конструкции земляного полотна с применением технологии «МОгоиНг^» представлен в приложении 1.

Для закрепления слабых и обводненных грунтов в основании земляного полотна применяют технологию возведения безосадочной насыпи с использованием свай (забивные, буронабивные, грунтоцементные). Основание насыпи устраивается в виде свай, опирающихся на малосжимаемые прочные грунты и объединенных поверху ростверком из высокопрочного геосинтетического материала (рис. 1.2). Конструкция насыпи на свайном основании с армогрунтовым ростверком позволяет разгрузитьслабые грунты, залегающие в основании насыпи, и передать основную часть нагрузки на подстилающие прочные фунты [10, 14].

Рис. 1.2 Конструкция насыпи на свайном основании с армогрунтовым ростверком: 1 -сваи; 2 - гибкий ростверк, два слоя георешетки; 3 - слабые грунты; 4 - малосжимаемый

грунт

Технология безосадочной насыпи применяется также при проектировании высоких насыпей автомобильных дорог на подходах к мостам, путепроводам и др. Она обеспечивает устойчивость земляного полотна и исключает его деформацию в эксплуатационный период. Поперечный профиль конструкции земляного полотна с применением свай представлен в приложении 2.

Применение технологии строительс�