Рекомендации по защите откосов

(со ю здорнии) методические рекомендации по выбору конструкций укрепления конусов и откосов земляного полотна технологии и механиза ц ии укрепительных работ моск в а 1 981

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СО Ю ЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВЫБОРУ КОНСТРУКЦИЙ УКРЕПЛЕНИЯ
КОНУСОВ И ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА.
ТЕХНОЛОГИИ И МЕХАНИЗА Ц ИИ
УКРЕПИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

О д о б р е н ы Минтрансстроем

Приведены основные конструкции укрепления конусов и откосов на автомобильных и железных дорогах, определены области их применения; предложены рациональные технологические схемы устройства конструкций укрепления; разработаны основные схемы работы и указаны необходимые и специальные машины, включаемые в комплект.

Настоящие «Методические рекомендации» разработаны на основе анализа проектных данных, результатов обследования состояния различных конструкций укрепления и обобщения опыта по технологии и механизации укрепления конусов и откосов земляного полотна.

Автомобильные дороги в пересеченной местности часто проходят в насыпях и выемках. В зависимости от дорожно-климатической зоны, в которой строится дорога, степени пересеченности местности и категории дороги площадь поверхности откосов может составлять от 180 до 3200 тыс. м 2 на 100 км трассы.

Для защиты поверхности откосов от нарушений местной устойчивости разработано более 20 видов конструкций укрепления, часть которых выполняют вручную (одерновка и т.п.). Общая тенденция проектных и строительных организаций — применять конструкции укрепления индустриального типа или конструкции, позволяющие механизировать процесс укрепительных работ.

Союздорнии провел анализ существующей технологии и обобщение опыта механизации укрепления конусов и откосов земляного полотна с целью выявить наиболее рациональные конструкции укрепления, предотвращающие практически любые нарушения местной устойчивости поверхности.

Настоящие «Методические рекомендации» можно использовать при проектировании и строительстве автомобильных дорог в сложных инженерно-геологических условиях, в частности, в условиях БАМа.

«Методические рекомендации» разработали инженеры И. А. Режко, Ю. М. Львович (Союздорнии), Б. Ф. Перевозников (Союздорпроект), Ж. А. Петрова (ЦНИИС).

1. Общие положения

1.1. Настоящими «Методическими рекомендациями» следует руководствоваться при выборе рациональных конструкций, технологии и средств механизации укрепления откосов и конусов земляного полотна автомобильных дорог.

1.2. Технологию и средства механизации необходимо назначать с учетом конструктивных особенностей откосов, типа земляного полотна (насыпь, выемка), инженерно-геологических, гидрометеорологических и погодно-климатических условий района строительства.

1.3. Назначать рациональную технологию, а также выбирать средства механизации следует в зависимости от проектируемых конструкций укрепления откосов и соотношения их типов на протяжении всего участка укрепительных работ, обосновав такой выбор технико-экономическими расчетами.

Ориентировочно подсчитать укрепляемую поверхность откосов в зависимости от рельефа местности, дорожно-климатических зон и категории автомобильных дорог можно по данным табл. 1 .

Среднеквадратичное отклонение отметок на 1 км трассы, м

Площадь поверхности откосов на 100 км трассы, тыс. м 2 , для дорог категорий

Примечание. Над чертой — данные для II — III дорожно-климатических зон, под чертой — для IV зоны.

1.4. Выбор средств механизации для укрепления откосов необходимо осуществлять на основе комплексный решений, чтобы в максимальной степени использовать серийные машины, работающие на данном объекте, а специальные машины и оборудование следует назначать с учетом общего объема выполняемых ими работ на конкретном участке дороги.

1.5. Укреплять откосы следует сразу после завершения отсыпки, уплотнения и планировки насыпи или разработки выемки, а при высоких насыпях и глубоких выемках — немедленно после окончания сооружения их отдельных частей (ярусов).

1.6. При укреплении откосов насыпей, возводимых на слабых основаниях, или из грунтов повышенной влажности необходимо выбирать тип конструкции укрепления и назначать сроки укрепительных работ в зависимости от хода и интенсивности осадки грунта на стадии индивидуального проектирования.

2. Принципы выбора конструкций укрепления откосов

2.1. Тип конструкции укрепления откосов следует выбирать в зависимости от физико-механических свойств грунтов, слагающих откосы, погодно-климатических факторов, гидрологического режима подтопления, высоты насыпи и глубины выемки, а также наличия местных материалов для укрепительных работ. Конструкции укрепления должны в комплексе с другими мероприятиями обеспечивать местную устойчивость откосов в процессе всего срока службы автомобильной дороги.

В соответствии с общей классификацией, приведенной в приложении 1 , все конструкции укрепления откосов в зависимости от их реакции на внешние силовые и погодно-климатические воздействия могут быть разделены на три группы:

I группа — биологические типы конструкций укреплений, предназначенные для защиты откосов от эрозии, сплывов, оплывин в районах с благоприятными грунтовыми и климатическими условиями;

II группа — несущие конструкции, предназначенные для компенсации сдвигающих усилий, возникающих в грунте поверхностных слоев откосов, а также силовых воздействий паводковых и поверхностных вод;

III группа — защитные и изолирующие конструкции, назначение которых — изолировать поверхностные слои откоса от температурных воздействий, впитывания атмосферных осадков и отводить грунтовые воды.

2.2. Для защиты откосов неподтапливаемых насыпей сухих (нескальных) выемок в благоприятных климатических и грунтовых условиях, а также подтапливаемых насыпей при скорости течения менее 0,6 м/с и отсутствии волн или в отдельных зонах подтопления в качестве основного типа укрепления рекомендуется применять конструкции I группы.

Дерновый покров следует использовать для укрепления откосов только при его наличии в непосредственной близости от строительного объекта, в случае экономической целесообразности.

2.3. Для укрепления откосов неподтапливаемых насыпей, сложенных глинистыми грунтами, легковыветривающимися скальными породами, грунтами особых разновидностей, переувлажненными грунтами, откосов подтапливаемых насыпей, а также выемок с водоносными горизонтами можно применять конструкции всех трех групп, комбинируя их между собой в зависимости от инженерно-геологических, климатических и гидрологических условий строительства (приложение 2 ) на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом времени действия защиты.

3. Биологические типы конструкций укрепления откосов

3.1. Биологические типы конструкций укрепления откосов включают дерновые, посев трав различными методами, посадку кустарника, плетневые прорастающие укрепления, прорастающие выстилки, фашинные конструкции.

3.2. Сплошную одерновку применяют для укрепления откосов из глинистых и суглинистых грунтов, а также подтапливаемых насыпей при скорости течения менее 0,6 м/с и отсутствии волн. Потребность в дерне и в спицах для его закрепления при сплошной одерновке приведена в табл. 2 . Для изготовления 1000 шт. спиц при длине 20 см необходимо 0,15 м 3 обрезков лесоматериалов, при длине 30 см — 0,25 м 3 .

Укрепление откосов георешеткой: технология и рекомендации

В ландшафтном дизайне, архитектуре и строительстве в целом сегодня широко используются композиты и синтетические материалы. Они органично входят как в природные, так и в искусственные конструкции, выполняя задачи укрепления и коррекции различных форм. Одним из самых распространенных материалов такого типа можно назвать георешетку для укрепления откосов на крутых склонах.

Что представляет собой георешетка?

You will be interested: How dangerous is the new coronavirus?

До недавнего времени инженерные средства для решения задач изоляции или укрепления открытых грунтов в основном ограничивались вариациями геотекстиля. Как минимум, так ситуация обстояла в сферах массового обслуживания участков разного назначения. Усовершенствование конструкции геосинтетиков позволило существенно расширить спектр инженерных задач данного типа, что и сформировало спрос на создание эргономичного пласта с гибкой, но прочной структурой. Именно так можно представить георешетку для укрепления склонов, которая выполняет функцию внешнего армирования грунтов, грунтощебней и песчаных поверхностей. Данная разновидность синтетической решетки изготавливается из пластиковых лент, которые скрепляются между собой сваркой, формируя ячеистую структуру. В процессе эксплуатации после укладки этот синтетик создает противоэрозионную защиту откосов и насыпей в условиях высокой крутизны склона. Такие задачи актуальны при строительстве автодорог, мостов, ЖД-путей, переходов через магистрали и т. д.

Объемные георешетки

Наиболее популярная разновидность георешетки, что обуславливается трехмерной структурой ее ячеек. Площадь такого покрытия в зависимости от формы выпуска в брикетах варьируется от 10 до 25 м2. Что касается материала изготовления, то объемная георешетка для укрепления откосов выполняется из следующего сырья:

• Полимеры. Недорогой по цене и практичный синтетик, который позволяет выпускать изделие в небольших размерах, но с высокими прочностными свойствами. Из полимеров изготавливают как сплошные, так и перфорированные ленты, что дает возможность обеспечивать и функцию дренажа.
• Текстильное полотно. Оптимальное решение для зонирования слоев, снижения негативных последствий от морозного пучения и армирования откосов.
• Бетон. Особая разновидность георешетки, благодаря которой формируется общий каркас армирования проблемного участка. В рамках бетонной конструкции могут использоваться вышеназванные геосинтетики.

Плоские георешетки

Также решетчатая вариация геотекстиля, но с плоскими ячейками прямоугольной или квадратной формы. Как таковое армирование откосов данным материалом редко выполняют, но зато с его помощью без наращивания высоты ландшафта можно эффективнее реализовать следующие задачи:

• Фиксация конструктивных пластов.
• Равномерное распределение по площади динамических и статических нагрузок. Иными словами, реализуется косвенное укрепление откосов георешеткой с плоской конструкцией.
• Увеличение несущей способности основы.
• Снижение рисков образования колеи и провалов на дорогах.
• Удержание щебня и гравия на необходимом технологическом слое без его ухода в почву.

Плоская георешетка чаще используется там, где в принципе не оправдывается или технически невозможно применение объемных армирующих сот. Это может быть устройство подъездных путей, укладка дорожек, монтаж тяжелых напольных покрытий и т. д.

Общая технология укрепления откосов георешеткой

Непосредственно для армирования сложных ландшафтных участков по грунту применяется следующая технология устройства георешетки:

• Производятся замеры и планировка целевой площадки. Для этого применяют измерительную технику, а также ручные приспособления наподобие уровней и нивелиров.
• В случае с отсыпными склонами в обязательном порядке выполняется трамбование. Данная задача решается ручными катами или виброплитой.
• Выполняется раскатка материала по размеченной и подготовленной площади. Как отмечает инструкция по укреплению откосов георешетками, независимо от угла склона, верхняя часть покрытия должна захватывать горизонтальную плоскость минимум на 50 см.
• Материал фиксируется специальными крепежами в соответствии с оптимально подходящей для конкретного случая силой натяжения.
• Проводится контрольный замер и оценивается физическое состояние уложенной георешетки.
• Соты конструкции заполняются сыпучим материалом.

Используемые крепежные материалы

Укладка георешетки может производиться как в одиночном, так и во множественном порядке. То есть не обязательно для одной площадки стремиться ограничиваться одним модулем – возможности для сцепки и формирования прочных швов исключают проблемы разрушения единого армирующего полотна. Другое дело, что каждый модуль должен фиксироваться по краям в отдельном порядке независимо от того, сопрягается ли с ним соседний модуль. Из этого и следует исходить, определяя количество крепежей.

Монтаж георешеток для укрепления откосов может выполняться разными техническими средствами, но чаще применяются нагели, пластиковые или металлические анкера, а также скобы из стальной арматуры. Крепление осуществляется как по краям, так и по центральной оси. Причем не рекомендуется размещать фиксаторы по прямой линии. Наибольший укрепляющий эффект обеспечит конфигурация расстановки крепежа в шахматном порядке. Для скрепления отдельных модулей между собой дополнительно используется пневмостеплер. По средним расчетам, на фиксацию 1 км2 сплошной георешетки уходит порядка 2000 крепежных элементов.

Какой материал использовать в качестве заполнителя?

После установки геокаркаса можно приступать к заполнению его сот сыпучим материалом. В этом качестве может выступать и обычный грунт, и песчано-щебенчатые смеси. Выбор определяется требованиями к укреплению и внешнему виду покрытия. И если в случае с дорожными насыпями укрепление откосов георешеткой вовсе не ориентируется на декоративные задачи и может быть дополнено бетонными опорами, то в ландшафтном дизайне, напротив, создается водоснабжающая инфраструктура для полива растительности. В этом случае заполнение осуществляется с применением плодоносного грунта или песчано-торфяной смеси, после чего производится высадка семян декоративных растений или газона.

Советы по укреплению неподтопляемых откосов

Простейший тип ландшафта с уклоном, для которого можно применять две схемы армирования:

• Техника подходит для малосвязанных и глинистых грунтов. По всему склону укладывается георешетка для укрепления откоса с последующей фиксацией. В верхней части границы модулей должны заходить под каменный упор, который будет препятствовать размыванию склона при обильных осадках.
• С верхней и нижней части покрытие геокаркаса с заполнителем должно полностью закрывать откос. При этом в нижней области организуется герметичная канава, переправляющая стоки в ближайший водосборник или канализацию.

Техника укрепления подтопляемых откосов

Регулярно подтопляемые склоны подвержены как собственному размыву и разрушению, так и деформации наружных армирующих пластов. В связи с этим должны быть предприняты дополнительные меры по защите геокаркаса. Во-первых, использоваться должна только объемная решетка, а во-вторых, в качестве заполнителя должен применяться эффективный дренажный материал – например, гранитный щебень диаметром 20-40 мм. Если предполагается интенсивный сток воды, то поверхность решетки желательно залить бетонным раствором. Под самим армирующим слоем укладывается защитный слой с обратной фильтрацией на основе того же геотекстиля.

Заключение

На фоне активного процесса урбанизации и стремительного ритма городской жизни возрастает интерес к природным объектам со всеми атрибутами ландшафтного дизайна. Вместе с этим возникает потребность и в решении проблем, связанных с защитой естественного грунтового массива от размывов водой и эрозии. Для предотвращения негативных последствий подобных явлений на склонах как раз и применяются георешетки. Это простое и эффективное решение, которое и по финансовым затратам вполне привлекательно. К примеру, георешетка «Геоспан» для укрепления откосов в базовом исполнении стоит порядка 150 руб/м2. Это конструкция с объемной сотовой структурой на основе полиэтиленовых лент, соты которых можно заполнять щебнем, грунтом и песком. Также существуют и более функциональные модификации, в том числе рассчитанные на эксплуатацию в условиях широкого температурного диапазона от -60 до 70 °С.