Устойчивость высоких насыпей на слабых основаниях

Министерство образования  и науки РФ

Кафедра Оснований и  фундаментов

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: «Устойчивость  высоких насыпей на слабых основаниях»

 

 

 

Выполнил:

Ст.гр.: БАК АД 4 курс

Сараев Д.С.

Принял:

Преподаватель

Гридневский А.В.

 

 

 

г.Ростов-на-Дону

2012 год

 

 

1.1. Устойчивость  высоких насыпей на слабых  основаниях

 

Одним из основных инновационных  проектов, внедренных в Нижегородской  области, был проект по обеспечению  требуемой устойчивости высоких  насыпей (Н □□15 м) на слабых основаниях большой площади (150□400м) в сложных грунтово-гидрологических условиях III типа местности по характеру увлажнения и мягко-пластичном (текучем) состоянии подстилающих грунтов на глубину до 35 м (участки II очереди строительства обхода Нижнего Новгорода ПК 169, 199, 211).

Примером решения данной проблемы является принятое инженерное решение по стабилизации водно-теплового режима земляного полотна слабого основания дорожной насыпи на ПК 169+54 при строительстве автомобильной дороги М-7 «Волга» на участке обхода г. Нижний Новгород, которая основывалась на теоретическом и эксперементальном обосновании на базе последних научных достижений, современных методов обеспечения устойчивости основания насыпи с помощью буронабивных щебёночных свай и гидрофобизирующей (стабилизирующей) добавки «Статус», подготовленная совместно с кафедрой инженерной геологии и геотехники МАДИ (ГТУ), возглавляемой доктором технических наук Э.М. Дубровым.

Впервые в мировой  практике проблема была решена с помощью  гибкого свайного ростверка без  опоры на твердые грунты, состоящего из «висячих» буронабивных свай глубиной 12 метров из щебня прочных каменных пород, обработанного гидрофобизирующим ПАВ «Статус З-М», и обоймы объединяющей ростверк из прочного геотекстиля и георешетки Fortrac, наполненной щебнем фракции 20-40 мм М1200.

Это увеличило прочностные  и деформационные характеристики грунта межсвайного пространства (frp и Crp) в 3-4 раза, что позволило равномерно распределить нагрузку сооруженной  выше насыпи, избежать образования  локальной объемной ползучести, обеспечить нормальные условия протекания сокращенной в 2-3 раза консолидации грунтов и добиться устойчивости высокой насыпи с коэффициентом устойчивости выше значения Куст >1,05.

 

1.2. Стабилизация и укрепление грунтов при строительстве автомобильных дорог (на примере компании «АлСилК»)

Метод стабилизации (улучшения, закрепления) грунта  уже давно широко применяющийся во всем мире для улучшения физико-механических свойств грунтов сейчас становится все более востребован и в России. Хотя сам способ укрепления слабых грунтов вяжущими был  известен и применяется в дорожном строительстве  в нашей стране уже с конца 30-х годов прошлого века.

Популярность  данного метода сегодня объясняется  тем, что  благодаря появлению новой специализированной техники и уникальных добавок он позволяет значительно упростить и ускорить процесс выполнения работ, сократить стоимость и сроки строительства и одновременно обеспечить получение оснований и покрытий с более длительным  сроком  сохранения их несущей способности и ровности.

Стабилизация грунта сегодня  применяется при строительстве:

• Новых автомобильных дорог;
• ремонта и реконструкции существующих автодорог;
• временных, технологических, вспомогательных и грунтовых дорог;
• портовых контейнерных терминалов;
• взлётно-посадочных полос и вертолетных площадок;
• оснований под железнодорожные пути;
• полигонов ТБО и опасных веществ;
• тротуаров, парковых, пешеходных  и велодорожек;
• детских и спортивных площадок, оснований под стадионы
• автостоянок, парковок, складских и торговых центров и терминалов
• оснований под устройство промышленных полов и укладку тротуарной плитки

Суть данной технологии заключается в измельчении  и перемешивании прямо на месте  строительства (на дороге) местного грунта с вяжущим (как правило цемент) с одновременным введением  состава специально подобранного комплекса веществ.

Для выполнения работ используется специальный  комплект оборудования основным элементом, которого являются современные высокопроизводительные грунтосмесительные дорожные фрезы  – стабилизаторы грунта и ресайклеры.

Данная техника  может обеспечить высокое качество работ с производительность до 5 000м2 в смену, перемешивая грунт  за один проход на глубину 250мм- 500мм.

В результате вместо привозного материала (песок, щебень) в  конструкции основания или покрытия объекта используется укрепленный местный грунт с заданными характеристиками. Благодаря чему сокращается срок строительства и исключается большой объем работ и затрат которые мы вынуждены были бы выполнить если бы использовали традиционные методы строительства (выемка и вывоз грунта, доставка, укладка и уплотнение песка и щебня).

При кажущейся  простоте данный метод требует опыта, точного соблюдения технологии выполнения и постоянного лабораторного  контроля на всех этапах работ. Без  чего сложно обеспечить требуемое качество. Кроме того наш многолетней опыт показал, что универсальных добавок и составов не существует. Поэтому для каждого объекта нами подбирается оптимальный состав компонентов.

Мы используем уникальные вяжущие материалы на основе модифицированных природных алюмосиликатов (ГУТГ, АлСилк, МКД, Бастинон КМД). Они разработаны и производятся в Санкт-Петербурге. В отличии от импортных аналогов эти добавки созданы уже с учетом геологической и климатической специфики нашего региона и значительно дешевле. При подборе состава мы всесторонне учитываем не только  свойства и геолого-геодезические характеристики грунтов, но и все факторы, определяющие условия в которых в дальнейшем будет эксплуатироваться объект и возможные перспективы их изменения.

Преимущества:

- собственная  лаборатория позволяет проводить  необходимые исследования для  подбора состава вяжущих и  других компонентов  добавляемых в грунт, а также осуществлять технологический контроль на каждом этапе работ

- собственный  комплект спецтехники: дорожная фреза, ресайклер, стабилизатор грунта

- опыт выполнения  работ с использованием данных  технологий более 250 000м2.

- гарантия на  выполненные работы

- кротчайшие  сроки от проекта до сдачи  объекта

- работы проводятся  в соответствии с  государственными стандартами: СНиП 3.06.03-85 и ГОСТ 23558-94

- технология  и используемые компоненты имеют  все необходимые сертификаты  и разрешения для применения  на территории РФ

Использование методов стабилизации и укрепления грунтов позволяет увеличить долговечность и износ конструкции дороги и получить экономический эффект до 20-30% по сравнению с традиционными технологиями благодаря:

• сокращению затрат на строительные материалы и их транспортировку
• значительного сокращению объемов земляных работ;
• уменьшения сроков строительства;
• более высокой влагостойкости и морозостойкости конструкции полотна;
• снижения затрат на содержание построенных по данной технологии  объектов;

увеличению сроков эксплуатации дороги.

 

1.3. Технология укрепления и стабилизация грунтов. Стабилизатор грунта «ANT».

Технология укрепления грунтов "ANT" не имеет аналогов как в России, так и за её пределами по следующим факторам: высокие физико-механические показатели укреплённых грунтов, низкая сметная стоимость материалов и работ, простота применения и общедоступность, 100% экологическая безопасность.

Область применения технологии "ANT":

• Создание слоёв оснований автодорог I -III технической категории.
• Создание нижних и верхних слоёв покрытий автодорог IV-V технической категории.
• Укрепление обочин и откосов автодорог.
• Строительство взлётно-посадочных полос и вертолётных площадок.
• Создание оснований под промышленные и гражданские объекты.
• Герметизация полигонов и хранилищ опасных веществ.

Основным элементом  технологического процесса является препарат «Стабилизатор грунтов и органоминеральных смесей «ANT» (далее по тексту стабилизатор «ANT»), производимый ЗАО «АНТ-Инжиниринг» на территории РФ. Стабилизатор "ANT" является поверхностно-активным веществом, полученным в результате катализа органических веществ с добавлением химических элементов. Его действие направлено на создание новых  кристаллических связей из имеющихся в грунте макро и микро элементов, путём проведения окислительно-восстановительной реакции. Данный процесс полностью повторяет физико-химические процессы укрепления грунтов  и образования каменистых отложений, происходящих в земной коре, к примеру: образование камня песчаник, доломит, известняк и т.д..

Расход стабилизатора  «ANT» составляет 1л на 7,5м³ укреплённого грунта или 20л на 1000м² конструктивного  слоя дорожной одежды (h=0,15м). Использование препарата осуществляется в виде водного раствора. В качестве дополнительных катализаторов реакции могут использоваться различные виды неорганических вяжущих или промышленных отходов, таких как: цемент 1-5%, золошлаковые отходы 8-15%, отходы дробления осадочных и магнезиальных пород и т.д. 

Преимущества применения технологии укрепления грунтов "ANT":

1. Высокие  физико-механические показатели  укреплённых грунтов.

Грунты, укреплённые  с применением стабилизатора "ANT", обладают высокими физико-механическими показателями и полностью соответствуют требованиям ГОСТ 23558-94 "Смеси щебёночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства".

К примеру, при строительстве технологических и построечных автодорог достаточно устройство одного слоя покрытия из укреплённого грунта толщиной слоя h=0,15м. Данный конструктивный слой рассчитан на движение транспорта с нагрузкой на ось до 10ТС. Двухслойное покрытие h=0,3м рассчитано на движение транспорта нагрузкой до 15ТС. 

2. Снижение сметной  стоимости дорожно-строительных  работ от 30% до 70%.

Снижение сметной  стоимости происходит за счёт следующих  факторов: низкой стоимости используемых материалов и стабилизатора "ANT", отсутствии необходимости использования дорогостоящих инертных материалов, снижении транспортных и эксплуатационных расходов. 

3. Сокращение сроков  производства работ более чем  на 50%.

При использовании  высокопроизводительной техники, такой  как самоходные или навесные ресайклеры, к примеру, распределители и фрезы компании Stehr (www.stehr.com) или самоходные ресайклеры (Catarpiller, Bomag, Wirtgen и т.д.), в течение рабочей смены производится устройство от 2000м² до 8000м² конструктивного слоя укреплённого грунта.

В случае использования  неспециализированной техники, в течении  рабочей смены производится устройство от 1000м² до 2000м² конструктивного слоя.  

4. 100% экологическая  безопасность проведения дорожно-строительных  работ.

Стабилизатор "ANT" не оказывает какого-либо отрицательного воздействия на окружающую среду и является 100% экологически безопасным. При проведении дорожно-строительных работ не требуется обеспечение технического персонала дополнительными средствами защиты. 

5. Общедоступность  применения технологии.

Проведение дорожно-строительных работ с применение технологии стабилизация грунта

"ANT" могут  осуществлять не  только специализированные дорожно-строительные предприятия, но и неспециализированные организации и предприятия, а также частные лица. Проведение дорожно-строительных работ осуществляется с использованием стандартного комплекта механизированного подразделения. Для проведения работ по приготовлению обработанной грунтосмеси могут использоваться как специализированные механизмы и оборудование, так и сельскохозяйственная техника, такая как: бороны дисковые тяжёлые , к примеру БДТ-3 или БДМ-3,6, или фрезы сельскохозяйственные горизонтальные, к примеру KUHN EL 162-250.

Сравнительный анализ. Строительство автодороги IV технической категории во II-й дорожно-климатической зоне РФ.

Технология укрепления грунтов "ANT"	Общепринятая  технология с использованием инертных материалов
Толщина слоя укреплённого грунта – 20см Толщина слоя покрытия из           асфальтобетона – 5см Расчётный срок эксплуатации – 15 лет Модуль упругости на поверхности           покрытия- >200МПа Скорость проведения работ  одним специали-зированным подразделением – < 14дней. Сметная стоимость : 1км(реализация) - 6 млн.руб.	Толщина слоёв основания из инертных материалов -  0,6м Толщина слоёв покрытий из           асфальтобетона – 10см Расчётный срок эксплуатации – 15 лет Модуль упругости на поверхности          покрытия- <150мпа p=""> Скорость проведения работ  одним специали- зированным подразделением – > 30дней. Сметная стоимость : 1км(реализация) - > 10 млн.руб.