Анализ вариантов технологических решений армогрунтовых насыпей автомобильных дорог



В данной статье рассмотрена выборка технологических решений по возведению армогрунтовых конструкций. Проведен анализ технологических и конструктивных особенностей.

Ключевые слова: армогрунтовая насыпь, армирование, конструкция, георешетка, блок, облицовка, система.

При проектировании и реализации высоких насыпей автомобильных дорог с пологим откосом возникает ряд проблем. Во-первых, для такой конструкции необходим внушительный объем грунта. В большинстве случаев, именно привозного грунта, так как местный грунт часто не отвечает требуемым характеристикам. Это влечет не только значительный рост временных и материальных ресурсов при строительстве объекта, но и дополнительную нагрузку на сеть местных дорог, а значит дополнительным расходам на её восстановление. Во-вторых, насыпь с пологим откосом занимает обширные площади, что в некоторых проектах просто недопустимо, так как строительство предполагается в стесненных условиях. Эти и другие проблемы возможно решить, заменив, частично или полностью, высокую насыпь с пологим откосом на армогрунтовую насыпь с крутым откосом.

Армогрунтовая насыпь — насыпь, где с помощью применения армирующих элементов в сочетании с грунтом повышается прочность и устойчивость конструкции при большой крутизне откоса.

Применение армогрунтовых конструкций в Российской Федерации берет начало ещё в 80-х годах XX века. Их целесообразность и эффективность использования доказана не менее чем на ста реальных объектах. Для таких конструкций существует множество конфигураций технологических и конструктивных решений. Больший интерес вызывают конструкции с облицовкой блоками (панелями). Блоки имитируют каменную кладку, при этом грунт обратной засыпки надежно армирован георешеткой. Такие конструкции имеют ряд преимуществ:

— Экономическая выгода до 20 % и более по сравнению с традиционными решениями (железобетон, шпунт и др.).

— Возможность изготовления панелей(блоков) облицовки в непосредственной близости к объекту.

— Сокращение сроков монтажа в 2–3 раза за счет «сухой» кладки.

— Возможность возводить конструкции в условиях ограниченного пространства.

— Высокая несущая способность и сейсмоустойчивость.

— Эстетичный внешний вид.

— Долговечность конструкций, отсутствие эксплуатационных расходов.

Одними из наиболее популярных организаций, занимающихся разработкой проектов и производством материалов для армогрунтовых конструкций являются «Тенсар» и «Маккаферри».

Тенсар

Армогрунтовая конструкция с облицовкой малыми блоками TW -1

Армогрунтовая система Тенсар TW1 состоит из модульных облицовочных блоков, соединенных посредством закладной детали со слоями одноосной георешетки Тенсар RE, армирующей грунт засыпки. В результате формируется надежная и долговечная подпорная стена, требующая минимальных затрат на эксплуатацию.

Рис.1. Облицовочный блок TW-1 [1]

Бетонные блоки облицовки формируют лицевую грань с углом наклона 86°, укладка осуществляется на сухую, без применения вяжущего и подъемных механизмов. Вес блока (30 кг) высотой 150 мм позволяет осуществлять его установку вручную. Их особенная геометрия позволяет вписывать стены в наружные и внутренние радиусы, создавать угол, ступени и иные требуемые геометрические формы. Поверх блоков может быть устроена любая другая облицовка, например, имитирующая каменную кладку, для достижения требуемого архитектурного вида.

Краткая характеристики технологии:

— Простота производства работ;

— Минимальная механизация;

— Полнотелый блок;

— Малый расход бетона на 1 м2 облицовки — 16,66шт или 0,22м3;

— Требует минимального фундамента;

— Габарит: 0,15х0,4х0,22;

— Технология — вибропрессованние;

— Круглогодичный процесс производства;

— Широкий выбор текстур, цветов и углов заложения;

— Возможна отделка кирпичом или камнем;

— Кривые малых радиусов.

Армогрунтовая конструкция с облицовкой железобетонными блоками МБ-1

Эта технология принципиально отличается от предыдущей весом блоков, соответственно и принципом возведения конструкции. Вес блока — 650 кг, монтаж производится автокранами. Преимущественно конструкцию используют на прямолинейных участках или участках с большим радиусом закругления. За счет механизации процесса уменьшаются сроки строительства.

Рис.2. Облицовочные железобетонные блоки [1]

Облицовочные железобетонные блоки возможно изготавливать на любом ЖБИ или, соблюдая технологию, прямо на площадке производства работ. Для армирования грунта используется та же одноосная георешетка Тенсар RE. Короткий стартер, для соединения блока с армирующей георешеткой, надевается на арматуру в процессе изготовления панелей.

Краткая характеристики технологии:

— Простота производства работ;

— Максимальная скорость производства работ (максимальная механизация);

— Полнотелый блок;

— Средний расход ж/б на 1 м2 облицовки — 1,43шт или 0,35м3;

— Требует среднего фундамента;

— Габарит: 0,5х1,4х0,35;

— Круглогодичный процесс производства. [1]

Маккаферри

Система Макрес

Рис.3. Модель конструкции по системе Макрес [2]

Система Макрес — это комбинированная армогрунтовая конструкция, которая состоит из облицовочных бетонных панелей и композитных геосинтетических лент Паравеб, послойно армирующих массив грунта обратной засыпки. Данная система армирования предполагает горизонтальную укладку геосинтетических лент внутри уплотнённой насыпи, таким образом укрепляя её.

Элементы системы Макрес:

Облицовочные панели

Панели могут быть армированными и неармированными в зависимости от требований проекта. Стальные формы для изготовления панелей Макрес являются транспортабельными и позволяют организовать производство панелей непосредственно на объекте строительства или ближайшем заводе ЖБИ. Благодаря этому появилась возможность сократить одну из самых затратных статей расходов — транспортировку.

Таблица 1

Характеристики облицовочной панели

Параметр		Значение
Габариты	высота, мм	от 545 до 1855
	ширина, мм	1525
	толщина, мм	140
Вес стандартной панели (1,5х1,5м), кг		750
Класс бетона по прочности, не менее		В25
Морозостойкость, не менее		F200
Водонепроницаемость, не менее		W6

Облицовка вертикальных бетонных лицевых панелей может быть различной. На выбор заказчика предоставлен широкий спектр фактур для облицовки, что позволяет достичь эстетичного вида конструкции в целом.

Геоленты Паравеб

Армирующая геокомпозитная лента Паравеб — плоский, высокопрочный, легкий и устойчивый к коррозии материал, изготовленный из отдельных пучков волокна полиэфира, покрытых структурированной полиэтиленовой оболочкой. Ленты Паравеб имеют прочность на разрыв от 27 до 100 кн/м и ширину от 46 до 90 мм в зависимости от высоты сооружения и нагрузок, действующих на ленту. Геоленты Паравеб крепятся к закладным элементам Маклуп бетонных панелей и закрепляются в грунте с помощью специальных анкерных устройств.

История и дополнительные возможности использования Паравэб. Паравеб — один из первых геосинтетических армирующих материалов на мировом строительном рынке. Он начал применяться ещё в 1980-ые, его эффективность уже многократно проверена и испытана.

Геосинтетические ленты Паравеб поставляются с комплексным полимерным соединением к бетонным панелям. Это соединение устойчиво к коррозии и идеально подходит для использования в условиях коррозионной опасности, например, для дорог с тяжелым интенсивным движением, где применяются противогололедные соли.

Соединительные элементы Маклуп

Соединительный элемент Маклуп, замоноличенный в бетонную панель, рассчитан на то, чтобы выдерживать следующие нагрузки: для неармированных панелей не более 29 кН; для армированных панелей не более 49 кН.

Система Макволл

Система Макволл представляет собой конструкцию, состоящую из георешетки, послойно армирующей массив грунта, и сборных бетонных блоков «Keystone Compac II», с помощью которых крепится наружный откос сооружения. Благодаря колотой фактуре лицевой грани, блоки имитируют каменную кладку.

Рис.4. Схема конструкции по системе Макволл [2]

Система Макволл включает три компонента:

Модульные бетонные блоки изготавливаются из мелкозернистых жестких бетонных смесей методом вибропресования с последующим их твердением в пропарочных камерах, имеют отверстия для заполнения щебнем и пазы для соединительных стержней, выпускаются в различных цветах (черный, красный, коричневый, бежевый, серый), чтобы сооружение вписывалось в окружающую застройку и ландшафт;

Таблица 2

Технические характеристики блока системы Макволл

Параметр	Значение
Размер блока, мм	457(Д) х 305(Ш) х 200(В)
Класс бетона	В15, В20, В22.5, В25
Средний вес блока, кг	40
Морозостойкость	F150, F200, F300
Водопоглащение, % по массе	не более 6

Армирующая георешетка Макгрид или Парагрид, располагающаяся между рядами блоков и укрепляющая грунт. Полиэфирные георешетки Макгрид или Парагрид в оболочке из полиэтилена обладают высокими характеристиками долговременной проектной прочности и низкой ползучестью, что обеспечивает возможность их применения в конструкциях с высокими нагрузками;

Таблица 3

Характеристики георешеток системы Макволл

Наименование	Разрывные характеристики, кН/м
Георешетка МакГрид	от 55 до 150
Георешетка ПараГрид	от 30 до 200

Стержни из стекловолокна, размером 12,7х133 мм и прочностью на изгиб минимум 885 МПа обеспечивают прочное механическое соединение между блоком и георешеткой [2].

Заключение

Подводя анализ приведенных конструктивно-технологических решений армогрунтовых насыпей ведущих производителей «Тенсар» и «Маккаферри» можно сделать вывод о разнообразии различных конфигураций и актуальности применения армогрунтовых конструкций. Однако ввиду удорожания конструкции насыпи с применением армирующих элементов решения принимаются на основе технико-экономического обоснования.

Литература:

1. Tensar. — Текст : электронный // Тенсар Россия| Tensar : [сайт]. — URL: https://www.tensar.ru/ (дата обращения: 19.04.2022).
2. Maccaferri. — Текст : электронный // Инженерная защита территории| Маккаферри Россия : [сайт]. — URL: https://www.maccaferri.com/ru/ (дата обращения: 19.04.2022).