Антонов ПЗХА (1230713), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

В настоящее время для усиления основной площадки земляного полотна и создания оптимального температурно-влажностного режима, обеспечивающего стабильность его конструктивных элементов, рекомендуется использовать искусственные материалы: пенополистирол, геотекстиль, дрены и т. д. в соответствии с «Техническими условиями на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути» № ЦПТ/51.

Так, на ДВЖД в перспективном плане по усилению основной площадки земляного полотна до 2005г предусмотрено при выполнении капитальных ремонтов пути (в том числе укладки бесстыкового пути) применение полистирола типа “STYRODUR C-RHS” и геотекстиля “TYPAR 3857". Однако их применению в условиях массового развития на ДВЖД деформаций земляного полотна препятствует отсутствие обоснования для их широкого использования в условиях дальневосточного региона и высокая стоимость .

Укладка пенополистирола в условиях Дальневосточного региона заведомо имеет существенные недостатки. Согласно п. 3.7 ТУ на применение полистирола, для сохранения грунтов основной площадки земляного полотна от бокового промерзания, ширина его должна составлять 5.5 м. Во-первых, технологически на двухпутном участке можно уложить плиты, шириной не более 4.4 м, на однопутном - не позволяет основная площадка: как правило, она заужена из-за частых подъемок на балласт. Во-вторых, по причине бокового промерзания, дополнительно должны утепляться откосы. В-третьих, конструкция из пенополистирольных плит при ее высокой стоимости, не долговечна.

Что касается применения синтетического нетканого материала на участках выплесков и весенних просадок как самостоятельного противодеформационного материала, то это дорого и не всегда эффективно. Как известно, борьба со следствием дает только временный эффект или не дает вообще.

По заданию службы пути ДВЖД НИЛ "Основания и фундаменты" ДВГУПС разрабатывает и внедряет новейшие технологии стабилизации земляного полотна укрепляющими минеральными композициями из отходов местной промышленности и минерального сырья. По своим физическим свойствам такие композиции ни сколько не уступают синтетическим, а по своей долговечности и технологичности при выполнении защитных и укрепительных работ на земляном полотне даже превосходят их .

С помощью таких композиций можно решить многие проблемы укрепления земляного полотна и водоотводов, в частности, связанных с пучением, уширением основной площадки земляного полотна, эрозией откосов .

Дальневосточный регион богат минеральным сырьём, из которого можно получить композиции для упрочнения слабых, переувлажнённых грунтов при стабилизации автомобильных и железных дорог, аналоги которых широко используются в мировой практике.

ДВГУПС предложено для укрепления железнодорожного полотна использовать минеральные отходы дробления магнезиально–карбонатных пород: доломитов, бруситов, а также вскрышных пород бруситового рудника, содержащих окись магния: талькомагнезитов, серпентинитов и др. Запас только отвальных магнезиально–карбонатных пород составляет более 1,5 млн. т.

Благодаря содержанию в тонкоизмельчённой бруситовой муке Mg⁺⁺ и свободной гидроксильной группы она обладает поверхностно–активными свойствами, что позволяет создавать совместно с укрепляемым грунтом достаточно прочные, водо– и морозостойкие структуры. Для улучшения физико–механических свойств укрепляемых грунтов в состав композиции вводят вяжущие составляющие, представляющие собой магнезиально–известково–пуццолановый цемент. В состав укрепителя входит полуобожжёный доломит или бруситсодержащие отходы, подвергнутые совместному помолу с вулканическим туфо–цеолитом и другими добавками. Стабилизатор не только укрепляет грунт, но и сорбирует лишнюю влагу, снижая тем самым вероятность появления пучинистых деформаций. Вяжущее – стабилизатор имеет марки "150", "200", "300". Расход вяжущего в композиции составляет 6–8%.

Разработано несколько видов стабилизаторов–укрепителей с использованием дешёвого сырья – отходов местного производства.

Хорошие результаты показывают стабилизаторы с использованием золо–шлаковых отходов.

Расход стабилизатора (вяжущее + бруситовый отсев фракции 0–5 мм) в зависимости от назначения колеблется от 4% до 20% в составе золо-шлаковой композиции.

Перспективны стабилизаторы–укрепители с утепляющим эффектом с использованием органических отходов, в частности, отходов гидролизной переработки древесины – лигнина. В сочетании с магнезиальным вяжущим такие стабилизаторы не менее эффективны, чем пенопласты при защите земляного полотна от промерзания, а стоимость в 8-10 раз меньше.

В последнее время в составе композиции – стабилизаторов апробированы ферменты–уплотнители "Perma-zyme", Bakto-zyme" и другие производства американской фирмы "International Enzyme ".

Композиционные смеси, уложенные на основную площадку земляного полотна улучшают ее физико–механические характеристики:

• прочность на сжатие увеличивается в 20 раз;

• уменьшаются пучинистые свойства грунтов;

• увеличивается водостойкость и морозостойкость.

Технико-экономический расчет показал, что стоимость укладки композиционных смесей на ДВЖД для доведения основной площадки до проектных размеров по сравнению со стоимостью устройства контрбанкетов из сортированного скального грунта, для насыпей высотой более 2 м и выше можно сократить в 2 – 5 раз.

Преимущество укрепляющих композиций из минерального сырья очевидно. Природные компоненты гармонично вживаются в тело земляного полотна, регулируют термовлажностный режим, увеличивают в несколько раз сцепление грунта и его водонепроницаемость.

Используемые компоненты из карбонатно-магнезиальных пород, за счет сорбирующих свойств и улучшения характеристик упрочненного грунта, позволяют снизить материалоемкость и трудоемкость на укрепляемых объектах и тем самым в 7-10 раз снизить себестоимость противодеформационного мероприятия.

Противооползневая конструкция из минерального сырья позволяет осушать и упрочнять грунты поверхности скольжения оползня, что вызывает дополнительные удерживающие усилия. Постоянное водопоглощение карбонатно - магнезиальными породами и термообработанной водопоглощающей магнезиальной добавкой приводит к упрочнению подпорного сооружения и уплотнению и упрочнению глинистых частиц оползня. В качестве карбонатно-магнезиальных пород могут быть использованы крупнообломочные отходы дробления бруситов, в качестве термообработанной водопоглощающей магнезиальной добавки - составляющая из отсева и обожженых отходов вскрышных магнезиальных пород, например, доломита, а сама конструкция может быть расположено в пассивной и активной зоне оползня под любым углом к направлению оползания.

3.2.2 Технология «Сеткон» ДВГУПС

Кафедрой «Строительное производство» ДВГУПС совместно с НИЛ «Оснований и фундаментов» ДВГУПС разработана и внедряется на ДВЖД многофункциональная технология СЕТКОН (аббревиатура слов «сетчатые контейнеры») для устройства различных конструкций из скального грунта с применением синтетических сетчатых контейнеров. Эта технология объединяет комплекс технологических процессов по загрузке, транспортировке, и укладке в сооружения скальных материалов. Она рассчитана на использование при реконструкции и ремонте земляного полотна железных и автомобильных дорог, других грунтовых сооружений.

Технология СЕТКОН позволяет на современном уровне реализовать следующие мероприятия:

• сооружение фильтрующих насыпей и дренирующих прорезей;

• берегоукрепительные мероприятия;

• стабилизация оползневых склонов;

• усиление слабых оснований насыпей;

• уширение основной площадки земляного полотна над водопропускными трубами в стесненных условиях;

• восстановление аварийных участков в экстремальных ситуациях и др.

Суть технологии СЕТКОН состоит в следующем:

• сортированный скальный грунт загружается механизированным способом в специальные синтетические сетчатые контейнеры (рис. 3.8.);

• заполненные контейнеры перевозятся на строительную площадку различными транспортными средствами;

• конструкции монтируются из контейнеров с применением стреловых кранов.

Сетчатые контейнеры имеют различную форму и объем в зависимости от специфики работ. Они могут использоваться как однократно, становясь частью конструкции, так и многократно – в качестве технологической оснастки для производства работ. В получаемых конструкциях за счет специальных связей между сетчатыми контейнерами обеспечивается целостность с земляным полотном; армирование слабых оснований; высокая сопротивляемость к растягивающим усилиям, устойчивость к сейсмическим воздействиям

Рис. 3.8. Загрузка сетчатых контейнеров в скальном карьере

Технология СЕТКОН специально разработана для условий реконструкции действующих дорог, когда необходимо в сжатые сроки выполнить работы в труднодоступных местах в условиях движения поездов. При этом обеспечиваются следующие преимущества в сравнении с традиционными технологиями:

• возможность сооружения конструкций из скального грунта в труднодоступных местах – на склонах, болотах, марях, откосах высоких насыпей;

• улучшение качества конструкций;

• ликвидация тяжелого физического труда;

• повышение уровня культуры производства в путевом хозяйстве.

При использовании технологии СЕТКОН достигаются следующие технико-экономические результаты:

• повышение производительности труда (уменьшение трудоемкости) в 1,5-2 раза;

• снижение расхода сортированного скального грунта на 20-40%;

• ликвидация затрат на устройство автомобильных дорог, временные пролетные строения, опоры и др. временные сооружения;

• сокращение продолжительности работ;

• повышение надежности и долговечности сооружений.

Фильтрующая насыпь

Фильтрующая насыпь, изготовленная по технологии «Сеткон» обеспечивает устойчивость за счет равномерного распределения сосредоточенной нагрузки по всему телу призмы, позволяющего исключить ее действие вдоль продольной оси.

Фильтрующая насыпь на слабых грунтах содержит призму из сортированного скального грунта, ограниченную синтетическим нетканым материалом (СНМ) и по боковым граням – контейнеры с сортированным скальным грунтом.

Для решения поставленной задачи дополнительно укладываются контейнеры в верхней и нижней гранях призмы. При этом уложенные по периметру контейнеры связаны между собой и в поперечном сечении образуют арку. Пространство внутри арки может быть заполнено скальным грунтом, или несвязанными контейнерами со скальным грунтом, или связанными контейнерами со скальным грунтом (патент № 2186170 ДВГУПС).

Рисунок 3.9 – Технология устройства фильтрующей насыпи по технологии «СЕТКОН»

3.3 Конструкции водосборно-водоотводных устройств

Поверхностные водосборно-водоотводные устройства предназначены для сбора и отвода атмосферных вод. В от­дельных случаях они также собирают и отводят грунтовые воды из верхних слоев грунтов.

В качестве этих устройств применя­ются: канавы, лотки, быстротоки, пере­пады, водоотводные валики (времен­ные устройства).

Канавы (водоотводные, кюветы, забанкетные, нагорные) могут иметь различные виды сечений: трапецеидальное (наиболее распро­страненное), прямо­угольное (торфоприемники на болотах II типа или канавы с укреплением сте­нок), треугольное (забанкетные канавы, а также в скальных грунтах ) и полукруглое (применяется в лессах) выполняется трамбованием, а не копкой грунта: ис­пользуется также при применении ин­дустриальных типов укреплений.

Канавы не требуют укрепления, если скорости течения воды в нихменее допускаемых значений по условию раз­мыва данного грунта.

В районах с благоприятными грун­товыми и климатическими условиями (при отсутствии зимой неравномерного пучения грунтов) и в экономически оп­равданных случаях может применяться укрепление дна и откосов канав инду­стриально выпускаемыми бетонными плитами. Продольные швы заделываются цементным раствором при укладке плит, поперечные — би­тумной мастикой после укладки плит. У подошвы откоса на высоту 0,25 м швы остаются открытыми для приема воды из грунта, но если надо предот­вратить фильтрацию воды из канавы, то заделывают все швы.

Рисунок 3.9.1. Типы сечений поверхностных водосборно-водоотводных устройств

Укрепление монолитным бетоном применяется в грунтах, не подвергающихся морозному пучению, его не следует использовать на ополз­невых склонах из-за возможного раз­рыва укрепления при оползневых по­движках. Оно также не рекомендуется при наличии агрессивности грунтовой воды к бетону. Деформационные швы устраиваются через 2 – 4 м, в швах оставляются доски, сверху швы заделы­ваются битумной мастикой.

Все эти виды бетонных укреплений применяются при V< 3,5 м/с.

В агрессивной для бетона среде могут быть применены асфальтобетон­ные плиты, которые следует изготов­лять из высокопрочного, водостойко­го, морозостойкого и теплостойкого асфальтобетона с добавлением 1 – 3 % коротковолокнистого асбеста и арми­рования.

Современными индустриальными видами креплений являются сборные армированные лотки-желоба с длиной секции 1,0 ми железо­бетонные лотки-полутрубы диаметром 0,8 и 1,0 м и длиной секции 2,95 м. Поперечные швы этих креплений заливаются битумной мас­тикой, а в местах переломов плана или профиля при использовании лотков-полутруб эти швы заделываются цементом. Указанные конструкции до­пускают V< 3,5 м/с.

Для использования на неустойчи­вых косогорах применяют телескопи­ческие конструкции.

Современным видом индустриаль­ных укреплений считается также укреп­ление дна и откосов канав покрытием из крупнообломочных грунтов толщиной 0,1 - 0,2 м при V< 1,0 м/с., а в районах вечной мерзлоты – горной массой толщиной 0,2 - 0,4 м при V< 2,0 м/с..

Вслучаях, если водоотводы служат не только для сбора поверхностных вод, но и для сбора грунтовых вод, живое сечение канав должно быть рас­положено ниже выклинивания на их откосы кривых депрессии, а в нижней части креплений должны быть предус­мотрены отверстия для сбора грунто­вых вод.

Лотки вместо канав применяют в следующих случаях:

-когда по местным стесненным усло­виям затруднительно устройство от­крытых канав;

-при необходимости перехвата или понижения уровня грунтовых вод;

-при необходимости углубления кю­ветов в существующих глубоких выем­ках;

Характеристики

Список файлов ВКР