Диссертация (Экспериментальное обоснование использования геоматов с полимерным вяжущим), страница 3

В качестве заполнителя в основномиспользуется щебень или камень, заполнение осуществляется на строительнойплощадкевпроцессеустановкигабионов.Заготовленныесетчатыеконтейнеры собирают на месте их установки и наполняют выбраннымнасыпным материалом, основные виды габионов показаны на Рисунок 1.6.Основными достоинствами габионов являются: экологичность, высокаяустойчивость и прочность, пористость (водопроницаемость, гибкость идолговечность [95]. С помощью габионов укрепляют откосы, формируютберега водоемов, устраивают подпорные стенки, мостовые переходы [44].Основные схемы габионных креплений показаны на Рисунок 1.7.а)в)б)Рисунок 1.6 – Виды конструктивных схем габионных конструкций: а)коробчатой формы; б) матрацно-тюфячной формы; в) цилиндрическойформы [74]17а)б)в)Рисунок 1.7 – Схемы берегозащитных сооружений из габионныхконструкций: а) откосное; б) комбинированное (полуоткосное); в)вертикальные [74]Бетонное и железобетонное крепление – считаются одними из самыхпрочных креплений, делается на фильтрующем слое подготовки.

Данныекрепления могут быть в виде плит, тетраподов, гравитационных подпорныхстен и прочих конструкций, выполненных из бетона или железобетона.Существуют сборные или монолитные плиты. Сборные плиты бывают сзакрытыми (не проницаемыми) швами и с открытыми (проницаемыми) швами,в которых вода свободно проникает на слой подготовки [4]. Стоимостьмонолитных плит меньше, чем сборных, в то же время сборные плиты менеетрудоёмкие и требуют меньше времени на их возведение. Недостатком18данного крепления, является сложность производства работ нижнего упора,т.к.

данные работы необходимо выполнять при малых попусках воды [83]. Этикрепления обладают достаточной прочностью для противодействия ледовыми волновым воздействиям, однако укрепление откоса плитами считаетсяотносительно дорогим мероприятием [84]. Примеры укреплений откосов,выполненных из бетонных и железобетонных креплений показаны на Рисунок1.8 - Рисунок 1.10.Рисунок 1.8 – Конструкции укрепления откосов монолитнымижелезобетонными плитами. 1 — упорная призма; 2 — песок; 3 —поверхность естественного откоса; 4 —железобетонные плиты; 5 — отметкаверха откоса; 6 — слой из щебня и гравия; 7 —сборные железобетонныеплиты; 8 — температурно-усадочный шов; 9 — плиты железобетонныемонолитные; 10 — конструктивные швы; РГВ — расчетный горизонт воды; b— ширина плиты [80]19Рисунок 1.9 – Укрепление откоса железобетонными плитами, верхний бьефВолжской ГЭС, Волгоградская областьРисунок 1.10 – Конструкция берегоукрепления выполненная из тетраподов: 1— тетраподы крупного размера; 2 — тетраподы малого размера; 3 —обратный фильтр; 4 — призма выполненная из каменной наброски [4]20Асфальтовое и асфальтобетонное крепление – это креплениеприменяется при скорости потока до 2-х м/с.

Преимуществом такого покрытияявляется: высокая деформируемость (гибкость), простота в эксплуатации исравнительно не дорогое и не трудоёмкое изготовление [29]. Компонентамикрепления служат дробленый гравий или щебень, песок и минеральныйпорошок, а в качестве вяжущего материала - нефтяной дорожный битум.

Этипокрытия бывают монолитные и сборные. Выпускаются в виде плит размеромдо 15 м2, пример крепления показан на Рисунок 1.11. Так же данное креплениевыпускается в виде секций, намотанных на барабан, площадь секции не более50 м2. Данное покрытие может быть изготовленно как на заводе так инепосредственно на месте производства работ.Рисунок 1.11 – Конструкция укрепления откоса, выполненная изасфальтобетонных плит. 1 — упорная призма, выполненная из камня; 2 —гравий; 3 — подготовка, выполненная из щебенки; 4 — плиты выполненныеиз асфальтобетона; РГВ — расчетный горизонт воды [80]21Геосинтетическиесинтетическихилииспользующаясявматериалыприродных–этополимеров,гидротехническомгруппаматериаловнеорганическихстроительстведляизвеществ,улучшенияхарактеристик поверхностных слоёв грунтовых откосов.

Эти материалыиспользуются для защиты, армирования и гидроизоляции верхних слоёвгрунтовых откосов. Геосинтетические материалы используются совместно сдругими материалами, которые применяются в различных строительныхконструкциях и сооружениях [13].Геосинтетики — это материалы, изготавливаемые из синтетических илинатуральных полимеров, производятся как правило в виде рулонов, блоковилиплит[22].Геосинтетическиематериалыобладаюттемижеэксплуатационными свойствами, как и традиционные материалы.Мировой опыт применения геосинтетических материалов показалэффективность использования данных материалов, что в свою очередьвызвало развитие собственных производств данных материалов в России [67,82, 94, 98, 15].

С возникновением геосинтетических материалов появиласьвозможность получать более устойчивые структуры за меньшие деньги, посравнению с устаревшими методами армирования и возводить грунтовыеоткосы с более крутыми углами, по сравнению с естественным откосом грунта[69]. Геосинтетики воспринимают значительные растягивающие напряжения,остаются прочными даже при сильных деформациях, однородны по своемусоставу и качеству [105]. В отличие от традиционных материалов,геосинтетическиематериалыимеютболеекомпактныеразмеры.Геосинтетики просты в применении, с точки зрения производства работ, чтоособенно важно в гидротехническом строительстве, потому что строительствообъектов, обычно производится на сложной местности, так же этоспособствуетсокращениюсроковстроительства.Применениегеосинтетических материалов увеличивает срок службы и эксплуатацииконструкции. По сравнению с материалами, применяемыми для защиты22грунтового откоса от водной эрозии, геосинтетические материалы, являютсянаиболее перспективными [109].Георешетка – это конструкция из полиэтиленовых металлических илипластиковых лент, скрещенных между собой в шахматном порядке сварнымишвами – в общем плане представляющие сотовую конструкцию [101], примертакой конструкции показан на Рисунок 1.12.

Георешетка растягивается и врабочей плоскости образует устойчивый вертикальный и горизонтальныйкаркас, в который засыпают заполнитель (грунт, камень, песок, бетон и т.п.).Для снижения воздействия водной среды на ребра георешетки, они могут бытьперфорированы для большей водопроницаемости [8].а)б)Рисунок 1.12 – Общая схема георешеток (геосот): а) в рабочем состоянии; б)в транспортном состоянии. 1 – сварные швы; 2 – геополосы [76]23Геосетка – сетчатый материал из синтетических или полимерных нитей,покрытых защитным слоем с одинаковыми размерами отверстий.

Материализготавливается в виде рулонов. Они применяются для создания армирующихпрослоек, армирования грунта оснований сооружений и дорожных покрытий[6]. Виды геосеток: двуосные, с ячейками прямоугольной формы, онииспользуются на слабых грунтах; одноосные с прямоугольными вытянутымиячейками, которые работают на растяжение[68], виды геосеток показаны наРисунок 1.13.а)б)Рисунок 1.13 – Виды геосеток а) двуосные; б) одноосные [68]Геотекстиль – это водопроницаемое полотно, представляющее из себяскрепленные между собой волокна, нитей и лент.

Изготавливается изискусственных или натуральных материалов путём механического илитермическогосцеплениянитейиполиамидных,полиэфирных,полипропиленовых волокон [1]. Изменяя материал, способ переплетения ишаг нитей можно изменять разнообразные свойства полотна [60]. Геотканьявляется очень эластичным материалом и используется как разделитель,между разными слоями материалов, один из способов применения показан наРисунок 1.14.24Рисунок 1.14 – Комбинирование различных видов геополотен. 1 –геополотно; 2 – растительный грунт; 3 – анкер; 4 – замыкающий слой (3-5 см)над геополотнами из растительного грунта, мульчирующего материала; 5 –засыпка; 6 – геомат [75]Геомат – это объёмная трёхмерная водопроницаемая структура,состоящая из полимерных нитей, хаотично переплетённых между собойтермическим,механическимилихимическимспособом.Покрытиеизготавливается в виде ковра и поставляется в рулонах, геомат показан наРисунок 1.15 и Рисунок 1.16.

Одно из назначений данного материалапротивоэрозионная защита, укрепление и армирование покрытия откоса [97,103]. На Рисунок 1.14 показан пример укрепления откоса геоматом вкомбинации с геополотном.Рисунок 1.15 – Геомат25Рисунок 1.16 – Покрытие из геоматаБиомат – это композиционное трехслойное нетканое полотно,состоящее из растительных волокон, семян трав, укреплённых джутовой илиполипропиленовой нитью [77]. На Рисунок 1.17 показан пример укладкибиоматов.

Покрытие состоит из трех слоёв, в которые входят два слоя изнетканой основы, семена и удобрения, вся эта масса разлагается в природнойсреде. Биоматы применяются для восстановления растительного покрова изащиты поверхности от эрозии [100].а)б)в)Рисунок 1.17 – Биоматы а) расстилание; б) засыпание грунтом; в)прорастание в течение первой недели [2]26Геомембрана–этоводонепроницаемыйгеосинтетик,которыйприменяется в качестве гидроизоляции [65].

Геомембрана изготавливается изпрочного полиэтилена, благодаря чему данный материал является прочным посравнению с плёночными материалами, имеет высокое сопротивление кпрокалыванию за счёт чего повреждение крупными частицами грунтаснижается практически на порядок [59]. Пример геомембраны показан наРисунок 1.18. Особая поверхность, на которой есть многочисленные выступы,не пропускает влагу, а также вентилирует грунт, для увеличения прочности еёармируют специальной сеткой. Данный материал является стойким кбольшинству химических соединений, устойчив к ультрафиолетовомуизлучению, трещинообразованию, к прорастанию корней растений идействию микроорганизмов [64].а)б)Рисунок 1.18 – Геомембраны: а) укладка геомембран б) транспортировкагеомембран [12]Геокомпозиты – это геосинтетические полотна, созданные путёмсоединения нескольких геосинтетических материалов [23, 90].