Укрепление откосов насыпи земляного полотна автомобильных дорог

Земляное полотно автодорог

Земляное полотно автодорог (насыпи, выемки) в различных условиях

Геосинтетические материалы марки «Стабарм» рекомендуется применять при строительстве насыпей на слабом основании, сложенном органическими, минеральными или органоминеральными грунтами, в качестве:

• преимущественно защитных прослоек, укладываемых на подготовленную поверхность слабого основания, при обеспеченной устойчивости всей дорожной конструкции (отсутствии формоизменяемости в процессе эксплуатации и строительства);
• армирующих прослоек для обеспечения устойчивости насыпей на слабых основаниях. Эти прослойки одновременно служат в качестве защитных;
• защитно-армирующих прослоек при строительстве временных дорог на слабых основаниях;
• вертикальных дренирующих элементов для ускорения консолидации грунтов слабого основания.

Устройство преимущественно защитных (разделительных и технологических) прослоек исключает (уменьшает) взаимопроникновение материала насыпи и грунта основания, улучшает условия отсыпки и уплотнения насыпи, что облегчает технологию производства работ, сокращает потери материала насыпи.

Применение защитно-армирующих прослоек из материалов марки «Стабарм» в основании насыпи при строительстве временных дорог или дорог низких категорий на слабых грунтах осуществляют для снижения неравномерности осадки, а также с целью уменьшения толщины насыпного слоя низких насыпей. При этом снижается колейность от движения транспорта в случае низких насыпей и создаются благоприятные условия уплотнения нижних слоев насыпей высотой более 2 м. При сооружении временных автомобильных дорог, подъездов, площадок, построечных дорог с низшими типами покрытий использование георешеток «Стабарм» в качестве армирующей и одновременно защитной (разделительной) прослойки на границе между насыпным и подстилающим грунтом позволяет улучшить условия движения транспортных и уплотняющих средств.

Удаление верхней части слабой толщи с устройством обоймы/полуобоймы из геосинтетических материалов марки «Стабарм» и заполнением ее дренирующим грунтом даёт комплексный эффект повышения прочности и ускорения достижения заданной степени консолидации основания.

Частичное удаление слабого грунта из основания насыпи с устройством обоймы целесообразно в случаях:

• необходимости жёсткого ограничения отметки проезжей части, когда соблюдение условия прочности требует устройства массивной насыпи определённой толщины;
• если верхние слои слабой толщи имеют значительно меньшую прочность, чем нижние; для ускорения стабилизации осадки, если по каким-либо причинам нецелесообразно применение временной пригрузки или вертикального дренирования.

Типовая схема конструкции с частичной заменой слабого слоя показана на рисунке.

Вертикальные дренирующие элементы из геосинтетических материалов «Стабарм» применяют для ускорения консолидации грунтов слабого основания при обеспеченной устойчивости основания под нагрузкой от веса насыпи. Дренирующие элементы представляют собой ленты из нетканого иглопробивного геотекстильного материала «Стабарм». Вертикальные ленточные дрены должны, как правило, достигать прочных слоев грунта под слабыми водонасыщенными грунтами — биогенными (торф, сапропель, заторфованные грунты) или минеральными (илы, глинистые грунты, мелкие пески). Общее конструктивное решение представлено на рисунке.

Для повышения устойчивости и получения практически безосадочного основания при природных механических свойствах слабой толщи может предусматриваться усиление основания насыпи жесткими сваями. При расчете свайного основания находят оптимальное сочетание диаметра свай, расстояния между сваями и прочности материала свай. В качестве гибкого ростверка используют геосинтетические полотна марки «Стабарм».

Выполнение работ автогрейдерами

Современные автогрейдеры, предназначенные для планировочных и профилировочных работ, оборудованы бульдозерным отвалом и кирковщиком, что позволяет разрыхлять и разравнивать плотные грунты.

В последние годы довольно часто автогрейдер применяют для просушки влажных грунтов путем их неоднократного перемещения в пределах ширины земляного полотна. Автогрейдер применяют и при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд жилых улиц, внутриквартальных проездов, пешеходных дорожек и различного назначения площадок. В связи с этим практически невозможно успешное строительство земляного полотна без автогрейдера с комплектом навесного оборудования.

Автогрейдеры чаще всего характеризуются длиной отвала (3700 мм) и его высотой (600 мм). Максимальная глубина резания не превышает 250 мм. Имеется 6 передач: первые две обеспечивают рабочие скорости при движении вперед и соответственно равны 4 и 5 км/ч; остальные четыре — транспортные со скоростями 9,8; 15,9; 20,7 и 37,7 км/ч. Передвижение автогрейдера назад осуществляют на 1-й передаче (скорость движения 4,2 км/ч) и 4-ой (16,3 км/ч). Его длина без кирковщика 8260 мм и ширина с отвалом в транспортном положении 2650 мм [25].

В зависимости от установки ножа автогрейдером зарезают грунт, перемешают или разравнивают и профилируют (рис. 13.4). Угол установки ножа выбирают в зависимости от предстоящей технологической операции (табл. 13.2).

Рис. 13.4. Углы установки ножа автогрейдера :
а — угол резания α; б — захвата β; в — наклона γ

Нередко автогрейдер применяют и в период разбивочных работ. По колышкам, указывающим подошву насыпи, либо внешнюю бровку выемки, одним проходом автогрейдера нарезают борозду, что облегчает в дальнейшем строительство земляного полотна.

Теперь автогрейдеры оборудуют системой автоматического регулирования «Профиль-1», позволяющей на высоком уровне регулировать планировку верха земляного полотна за три цикла (рис. 13.5). В течение первого цикла грубо планируют его поверхность (проходы 1 —10): срезают выпуклости и выравнивают впадины; лишний грунт перемещают к оси земляного полотна, причем заднее колесо автогрейдера в начале работы должно проходить на расстоянии 80—100 см от бровки земляного полотна (отвал располагают на таком же расстоянии). Затем автогрейдер устанавливают в рабочее положение с углом захвата 45—50° и углом наклона до 3°. Угол резания в течение всей работы автогрейдера должен быть равным 41°. Заглубляя ноле, срезают слой грунта, увеличивая его толщину на возвышениях.

Первый проход делают вдоль бровки земляного полотна, ориентируясь по вешкам и колышкам разбивки, остальные проходы осуществляют с перекрытием следа предыдущего прохода на 0,8 м.

Второй цикл (проходы 11 —18)—тщательное выравнивание земляного полотна согласно проектному поперечному профилю (автогрейдер движется по кольцевой схеме). Угол захвата несколько повышают (до 50°). Толщина срезанного слоя не превышает 7 см. Затем восстанавливают ось и габариты земляного полотна.

Третий цикл (проходы 19—25)—окончательная планировка верха земляного полотна (угол захвата 90°, угол наклона 0°). Движение, как и прежде, по кольцевой схеме от оси к бровкам земляного полотна. Лишний грунт передвигают к откосам насыпи.

Для сокращения потерь времени на развороты длину рабочей захватки принимают от 400 до 500 м. При перемещении грунта целесообразно отвал удлинять на 0,8 м.

При легких грунтах отвал автогрейдера увеличивают на 10—15 см. Если автогрейдер используют в качестве кирковщика, то на нем в зависимости от плотности грунта устанавливают меньше пяти зубьев (чем плотнее грунт, тем меньше должно быть зубьев). Глубина рыхления колеблется в пределах 0,2—0,3 м с шириной захвата до 1,26 м. Часто автогрейдером нарезают осушительные, а также водоотводные канавы с откосами не круче 1 : 3 и глубиной до 0,5 м.

Теперь земляное полотно сооружают комплексные механизированные бригады, состоящие из машинистов экскаваторов, скреперов, бульдозеров, катков, а также слесарей, токарей, электросварщиков и т. д. В договорах бригадного подряда предусматривается участие и водителей автомобилей-самосвалов, с соответствующей выплатой им причитающейся премии при условии выполнения всей бригадой предусмотренного объема работ. Таким образом, все участники заинтересованы не только в выполнении договорного объема, но и в снижении расчетной стоимости. В результате состав комплексных бригад достигает 100 чел.

Совершенствуя технологию работ, бригады повысили производительность труда в среднем на 8—10%. Организовывая работы по методу бригадного подряда, они сокращают срок строительства земляного полотна на 30 % при хорошем его качестве.