АРМИРОВАНИЕ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Устроенные в откосах геосинтетические материалы (ГМ) воспринимают часть напряжений на растягивание при их пересечении с предполагаемой поверхностью скольжения. В результате чего появляется возможность устройства откосов с большой крутизной без потери устойчивости грунта  в сложных условиях строительства, например, при возведении насыпей в стесненных условиях или на слабом основании; при сокращении земляных работ. Исходя из условий обеспечения необходимого коэффициента запаса устойчивости, расчетным путем определяется количество прослоек. Длина заделки полотна из геосинтетического материала в грунт насыпи должна превышать минимум, назначенную исходя из недопускания проскальзывания геосинтетического материала относительно грунта. Устраивая прослойки из ГМ стоит учитывать, что наиболее нагруженной частью насыпи является ее нижняя часть насыпи, из-за действия собственного веса сверху на нижнюю часть. Обычно при несвязных грунтах верхняя прослойка ГМ должна находиться ниже 1/2 высоты насыпи и при связных грунтах — 1,0 м от поверхности насыпи. В этом диапазоне геосинтетические прослойки размещаются равномерно.

Для того, чтобы одновремено повысить и местную устойчивость, армирующие прослойки укладывают с выводом на откос. Если возникает необходимость повышения жёсткости в нижней части насыпи и добиться равномерной осадки, то эти прослойки объединяются в «обойму». Если армирующие прослойки выходят на откос, то возникает необходимость устройства защитного замыкающего слоя из растительного грунта [1] .

Для устройства армирующих прослоек целесообразно применять геосинтетические материалы с улучшенными физико-механическими свойствами  (высокие значения прочности и низкие значения деформативности в “рабочем” диапазоне нагрузок). Наиболее целесообразно применять следующие ГМ: тканые геосинтетические материалы (Рис.1), полимерные геосетки (Рис.2), в отдельных случаях термоупрочненные нетканые (Рис.3).

Рисунок 1. Тканый геосинтетический материал

Составными элементами структуры тканых геотекстилей или геотканей являются ленты или нити, которые переплетаются во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Рисунок 2. Полимерная геосетка

Геосетка изготавливается методами узлового соединения, переплетения или литья.

Рисунок 3. Нетканый геосинтетический материал термоупрочненный

Большая растяжимость и низкая прочность характеризуют нетканые материалы. Для предотвращения смешивания грунтов, в качестве слоев для разделения или для фильтрации в дренажных системах используют нетканые геотекстили, так как процент удлинения при разрыве равен семидесяти.

При устройстве насыпи с применением армирующих геосинтетических прослоек откосов должны быть решены следующие задачи:

- произведена оценка устойчивости откоса и на основе этого подобрано необходимое количество прослоек;

- произведен расчет для определения длины заделки;

Расчет коэффициента запаса устойчивости армированного ГМ откоса выполняют по формуле 1:[1,2]

где ϭ_pi — сопротивление грунта напряжениям (предельное), возникающее от внешней нагрузки;

n_d, δ — число прослоек геосинтетического материала  и их толщина;

P_i— вес каждого блока, на которые разбивается откос  над поверхностью скольжения;

L, ρ, B, F, - длина поверхности скольжения, плотность блоков, толщина B=1 и площадь блоков;

ϭ_d—  расчетное значение растягивающего напряжения для геосинтетического материала;

β_i — угол наклона поверхности скольжения.

Длину заделки прослойки в грунт l_з определяют по формуле 2: [1,2]

где: R_p – прочность геосинтетического материала на разрыв;

ρ_i, h_i – плотность и высота слоев грунта над верхним слоем геосинтетического материала;

φ’, С’ – прочностные характеристики по контакту арматура-грунт, определяемы по табличным значениям.

Глубина заделки в грунт при этом принимается не менее 2м.

Расчет выполняется разбивая предполагаемый участок обрушения на отдельные блоки, после чего находят удерживающие и сдвигающие силы для каждого блока от собственного веса, а полученные значения  записываем в табличной форме:

Таблица 1.

Расчетные характеристики блоков грунта

Укрепление проводится одновременно с отсыпкой грунта насыпи, раскатка рулонов геосинтетического материала проводится поперек насыпи, при этом геосинтетический материал через каждые 4-5 метра закрепляется металлическими анкерами [1,3] .

После укладки геосинтетического материала производится укрепление откосов растительным грунтом с дальнейшим засевом трав.

Список литературы:

1. ОДМ 218.5.003 -2010. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. М.: Ф.Д.А Росавтодор,  Москва 2010,-116 с.
2. ГОСТ 6943.17-94 Стекловолокно. Ткани. Нетканые материалы. Метод определения ширины и длины. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.
3. Методические указания по применению геосинтетических материалов в дорожном строительстве. НИОДТС, Германия, МАДИ-ТУ, М.: 2001.