5.4. Применение геосинтетических материалов в «плавающих» насыпях на слабом основании

Для оценки устойчивости насыпей на слабых основаниях с использованием геосинтетических материалов необходимо выполнить оценку устойчивости насыпи на слабых основаниях без учета армирования для двух расчётных схем:

• для стадии строительства;

• для стадии эксплуатации, когда завершён процесс консолидации.

При этом возможны три случая:

• Устойчивость дорожной конструкции обеспечивается первым расчетом (, табл. 4.2). Геосинтетический материал в данной конструкции выполняет функцию разделительной и дренирующей прослойки. Разделительные и дренирующие прослойки при обеспеченной устойчивости слабого основания под действием суммарных нагрузок от веса насыпи и транспортной нагрузки устраивают, как правило, из нетканых иглопробивных материалов с плотностью не менее 250 г/м² или термоскреплённых с плотностью не менее 110 г/м².

• Устойчивость дорожной конструкции первым расчётом не обеспечивается – , но обеспечивается втором расчетом – при консолидированном состоянии слабого основания. В этом случае срок службы армоэлементов из геосинтетических материалов (их долговечность) должна соответствовать времени консолидации, то есть арматура из геосинтетических материалов должна рассчитываться как временный элемент.

• По результатам оценки устойчивость неармированной насыпи в консолидированном состоянии слабого основания не может быть обеспечена – . Срок службы назначаемой геосинтетической арматуры должен соответствовать сроку службы дорожной конструкции.

В качестве армирующих элементов применяют водопроницаемые тканые геотекстили, сплошные и решетчатые, а так же геокомпозиционные материалы плоские и объемные – двух и многослойные материалы.

Как правило, конструкция «плавающая» насыпь с незамкнутой обоймой (рис. 5.3, а) применяется на болотах 1 – 2 типа при мощности торфа менее 4–6 м, когда возможно возведение насыпи без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта.

Конструкция с замкнутой обоймой (рис. 5.3, б) рекомендуется в случаях, когда при не соблюдении определенного режима возведения земляного полотна, кроме деформации сжатия торфа, возможно, его выдавливание из-под подошвы насыпи.

а

Рис. 5.3. Конструкция земляного полотна на слабом основании (болотах 1 и 2 типов): а – по типу разомкнутой обоймы; б – по типу замкнутой обоймы;

1 – дренирующий грунт; 2 – связный пылеватый грунт; 3 – геосинтетический материал; 4 – слабый грунт

В конструкциях второго типа рекомендуется применять тканые материалы: сплошные или решетчатые, как правило, на основе полиэфира (полиэстера). При использовании в качестве армоэлементов георешеток целесообразно их применять в сочетании с разделительными прослойками из нетканых материалов для исключения перемешивания грунтов различного состава и состояния.

К геосинтетическим материалам, выполняющим функцию армирующего элемента, предъявляют следующие требования:

• высокие прочностные характеристики (кратковременная прочность не менее 50–100 кН/м) при низких деформативных показателях (относительное удлинение при разрыве меньше 10–12 %);

• низкая ползучесть при длительном приложении нагрузки, то есть незначительное (не более 1–3 %) удлинение в процессе эксплуатации дороги.

В конструкциях на слабом основании, поскольку усилия, возникающие по подошве насыпи, воспринимаемые геосинтетическим материалом в направлении, перпендикулярном оси дороги, в 3–4 раза превышают усилия, действующие вдоль оси дороги, экономически предпочтительней анизотропные материалы, имеющие высокие прочностные и низкие деформативные характеристики вдоль длиной стороны рулона.