Горизонтальное армирование грунтов

Горизонтальное и наклонное армирование грунтов в основании здания при его реконструкции

Эксплуатация здания или сооружения на территории сложенной структурно неустойчивыми грунтами, представляет собой сложную проблему, как в материальном, так и в техническом отношениях.

Проблема заключается в низкой несущей способности и высокой деформативности таких грунтов. Свидетельством этому есть большое количество деформированных зданий и сооружений в разных странах. Для решения этой проблемы всё шире применяется армирование грунтов элементами повышенной жёсткости с целью увеличения несущей способности оснований.

При капитальном строительстве чаще применяется вертикальное армирование, что обусловлено несколькими обстоятельствами:

• во-первых, грунтовыми условиями, например, когда необходимо укрепить основания на существенную требуемую глубину;
• во-вторых, к вертикальному армированию более адаптирована выпускаемая промышленностью строительная техника.

Горизонтальное и наклонное армирование грунтов при реконструкции

Однако при реконструкции зданий, когда часто возникает необходимость в повышении несущей способности оснований при надстройке этажей, дополнительном монтаже оборудования и т.п., чаще требуется закрепление грунтов на незначительную глубину в зоне активных деформаций основания здания. В этих ситуациях более эффективным закреплением оснований является горизонтальное или наклонное армирование слоя грунта непосредственно под фундаментами. Такой подход к закреплению грунтов приемлем также для предупреждения осадок деформированных зданий на слабых или обводнённых грунтах.

При реконструкции здания, надстройкой одним-двумя этажами, возможно применение технологии горизонтального или наклонного армирования грунтов основания корневидными сваями. Эта технология предусматривает применение станков горизонтального или наклонного бурения грунтов и базируется на буросмесительном методе закрепления грунтов.

На рис. 1 показана технологическая схема горизонтального армирования грунтов

Рис. 1. Технологическая схема горизонтального армирования грунтов надстраиваемого здания

1 — буровой станок; 2 – полая штанга; 3 – буросмеситель; 4 – грунтоцементная смесь; 5 – вертлюг; 6 – растворонасос; 7 – растворомешалка; 8 – гибкий рукав; 8 – существующие фундаменты реконструируемого здания

На рис. 2 – схема наклонного армирования грунтов

Рис. 2. Схема наклонного армирования грунтов на примере здания со столбчатым фундаментом и с устройством стального каркаса

Суть технологии горизонтального армирования

Вдоль одного из фасадов реконструируемого здания, отрывается котлован на требуемую по расчёту глубину – в зависимости от количества рядов армоэлементов. На дне котлована устанавливается рельсовые настилы для перемещения станка горизонтального бурения вдоль здания. Станок горизонтального бурения (1) оснащен полыми буровыми штангами (2), вначале которых закреплён буросмесительный орган (3), который выполняет функцию буровой коронки для рыхления грунта и перемешивания разрушенного грунта цементной суспензией. При вращении буровой штанги и буросмесительного органа с одновременным осевым перемещением происходит разрушение природной структуры грунта. Одновременно с началом разрушения грунта через вертлюг, которым снабжён станок горизонтального бурения, по полым штангам нагнетается водоцементный раствор требуемой консистенции, который под давлением через отверстия буросмесительного органа перемешивается с грунтом нарушенной структуры. Тщательно перемешанный с цементным раствором грунт затвердевает и становится армирующим элементом повышенной жёсткости.

Суть технологии наклонного бурения

Технология наклонного бурения отличается тем, что не нужно устраивать траншею, достаточно просто знать глубину заложения существующего фундамента и инженерно-геологические условия площадки, чтобы принять необходимые параметры усиления основания. Также, применение наклонного армирования дает возможность устройства дополнительного арматурного каркаса в грунтоцементный элемент для увеличения несущей способности усиленного грунта основания.

Армирование грунта данными двумя методами осуществляется с помощью технологической линии, включающей станок горизонтального бурения, растворонасос и растворомешалку. Приготовление водоцементного или грунтоцементного раствора осуществляется любыми растворосмесителями, которые выпускает промышленность, при условии обеспечения однородности закрепляющего раствора. В качестве растворонасосов могут быть использованы насосы, которые развивают давление 0,5…0,7 МПа.

На фото 1 приведен общий вид траншеи вдоль стены здания, из которой велись работы по усилению грунтов основания горизонтальными грунтоцементными элементами.

Общий вид траншеи вдоль стены здания, из которой велись работы по усилению грунтов основания горизонтальными грунтоцементными элементами

На фото 2 приведен станок в процессе производства устройства горизонтальных грунтоцементных элементов.

Станок в процессе производства устройства горизонтальных грунтоцементных элементов

Укрепление грунтов и склонов

При строительстве дорог, создании пешеходных зон, благоустройстве городских и частных территорий большое значение имеет качество грунта. Грунт – это слой земли, состоящий из горных пород, почвы и осадков, чем плотнее этот слой, тем он более устойчив. Неустойчивый или нестабильный грунт с целью его уплотнения, осушения и уменьшения сжимаемости нуждается в укреплении. Почему?

Без проведения работ по уплотнению грунта есть риск его частичного смещения, образования оползней (особенно во время обильных и продолжительных осадков), а также разрушения поверхностными водами и ветром.

Существуют различные варианты укрепления грунта, оптимальный определяется в зависимости от геологических особенностей почвы и степени устойчивости, интенсивности уклона, уровня подземных вод и цели дальнейшей эксплуатации участка. В данной статье речь пойдет о таком современном методе как армирование геосинтетическими материалами. Данный способ зарекомендовал себя и эффективно используется как на ровных горизонтальных поверхностях, так и при наличии уклона.

Армирование склонов с помощью геоматериалов

Зеленые лужайки, декоративные обрывы, отвесные склоны, крутые берега водоемов смотрятся очень эффектно и живописно. Что же «стоит» за этой красотой? За внешней привлекательностью подобных ландшафтов зачастую скрывается огромная работа с целью сохранения первозданного вида обустроенной территории.

Зачастую неукрепленные склоны теряют верхний плодородный слой почвы из-за выветривания или почвенной эрозии. Пологие склоны и склоны с небольшим углом уклона до 8% считаются относительно безопасными, поэтому для их защиты часто используют растения различных форм и их сочетания. Злаковые газонные травы отлично защитят от выдувания почвы, а многолетники и кустарники способны не только укрепить небольшой склон, но и украсить его.

Однако, при уплотнении почвы и ее стабилизации важное значение имеет не только градус уклона – следует учитывать также характеристику почвы, ее состояние, близость залегания грунтовых вод и даже среднегодовое количество атмосферных осадков. Поэтому естественную защиту не следует считать универсальной и эффективной для всех типов и состояний почв.

Универсальным в данном случае можно считать метод армирования склонов, поскольку этот метод является эффективным для любых почв по характеристике и состоянию. Применяется как на пологих участках, так и на территориях с наличием небольших и средних склонов (8-15%).

Армирование – способ усиления устойчивости насыпи, выполняется при послойной отсыпке с применением различных геосинтетических материалов (геоматериалов или геосинтетиков).

Геосинтетики — это подвид строительных материалов, которые используются для формирования различных слоев (теплоизолирующих, гидроизолирующих, защитных, армирующих, дренирующих, фильтрующих) в гражданском, транспортном и гидротехническом строительстве.

Геоматериалы служат отличной защитой от эрозии, экологически безопасны, долговечны, устойчивы к механическим повреждениям и влиянию внешней среды, не вызывают трудностей в установке. С целью армирования наиболее часто используются:

Георешетка объемная – гибкая ячеистая конструкция из полимерных лент, которые соединены между собой в шахматном порядке. Ячейки заполняются грунтом, щебнем, песком или бетоном, в грунт с целью дополнительного укрепления засаживают газонную траву.

С помощью георешетки очень крутые склоны становятся устойчивыми к поверхностной эрозии. Благодаря оптимальному уровню влажности, которая поддерживается внутри ячеек, трава хорошо прорастает. Объёмная георешётка может быть как с перфорацией, так и без неё. Перфорация используется в случае, когда нужно обеспечить эффективное дренирование защищаемого участка.

Варианты заполнения:

1. Щебнем	2. Песком	3. Бетоном

Геотекстиль — это полотно или ткань, изготовленные разными способами из полимерных нитей (в основном, полиэфир, полипропилен). Благодаря оптимальному сочетанию характеристик геотекстиль широко применяется в дорожных, дренажных и противоэрозионных конструкциях, а также используется при строительстве фундаментов, землеустройстве и т. д.

Геотекстиль эффективно отводит грунтовые и дождевые воды со склона, предотвращает проседание грунта и смешивание слоев между собой. Благодаря чему с успехом используется как для укрепления склонов, так и при устройстве искусственных водоемов и пляжей.

Геосетка — ячеистый материал с высокой прочностью и упругостью, применяется, чтобы остановить сдвиг верхнего грунтового слоя (в том числе и при строительстве дорог).

На что обращать внимание при выборе материалов. Какую технологию выбрать?

Необходимые материалы и технологии укрепления грунта индивидуальны в каждом отдельном случае и зависят от особенностей самого объекта: геологии участка, интенсивности уклона, уровня грунтовых вод и цели дальнейшей эксплуатации.

Грамотно подобранные материалы и соблюдение технологии их применения гарантирует устойчивость грунта и долговечность в процессе эксплуатации.

Задачи по армированию склонов с помощью геоматериалов стоит доверять опытным профессионалам. За подробной консультацией, рекомендациями и коммерческим предложением Вы можете обратиться в ближайший офис «Стандартпарк». Рады быть полезными!

Основные методы и способы армирования оснований

В зависимости от физико-механических характеристик грунтов и задач, которые решаются при армировании, выбираются характер расположения армирующих элементов и технология их выполнения. Технология выполнения армирования оснований в значительной степени зависит от характера основания и особенностей напластований грунтов. В табл. 6.1 обобщены применяемые в геотехнической практике методы и способы армирования грунтов [4].

Продолжение табл. 6.1

Вертикально расположенные армирующие элементы чаще всего применяют для устранения просадочных свойств основания, повышения прочности и устойчивости слабых водонасыщенных, насыпных, рыхлых и других видов грунтов. Армирование вертикальными элементами также целесообразно применять под полами, технологическим оборудованием и для повышения устойчивости насыпей. Расстояния между армирующими элементами принимаются, исходя из учета совместной работы с окружающим грунтом и необходимой прочности основания и зависят от физико-механических характери­стик грунта и применяемого оборудования.

В практике строительства широко применяется армирование толщ по технологии глубинного уплотнения пробивкой (технология устройства и оборудование приведены в разделах 3.1 и 5.1) и продавливанием скважин с последующим их заполнением материалами с повышенной прочностью – уплотненным местным грунтом, грунтобетонными и грунтоизвестковыми смесями, смесью местного грунта с гравием и щебенкой, шлакобетоном, раствором, тощим бетоном или шлаком с уплотнением.

Армирование массива может быть выполнено путем использования технологии винтового продавливания скважин спиралевидными снарядами. Причем скважины могут быть выполнены в грунте как по технологии глубинного уплотнения, так и по технологии глубинного закрепления.

Укрепление грунта вокруг скважин достигается путем многоразовой проходки и заполнения скважин материалом. На последнем этапе для заполнения скважин могут быть использованы шлак, шлакобетон, бетон, цементно-песчаные смеси и др.

Вертикальное армирование оснований элементами повышенной жесткости в виде набивных свай в пробитых и продавленных скважинах может достичь глубины 20-25 м. При этом в верхней зоне основания создается уплотненный слой путем устройства грунтовых подушек или уплотнением тяжелыми трамбовками либо закреплением. Этот слой является распределительной подушкой, обеспечи­вающей передачу нагрузки от фундамента на армированный массив и включение армирующих элементов в работу.

Армирование оснований грунтовыми сваями в раскатанных скважинах (ГРС) применяется для упрочнения лессовых просадочных, набухающих, рыхлых насыпных и песчаных, слабых водонасыщенных и биогенных грунтов. При устройстве указанных свай в преобразуемой зоне грунтового массива происходят следующие процессы:

• увеличение плотности грунта в около- и межсвайной зоне;

• формирование в плане и по глубине основания однородного по физико-механическим характеристикам несущего массива из ГРС и уплотненных зон между свайного пространства;

• частичное отжатие поровой воды за пределы несущего массива ГРС;

• частичное замещение упрочняемого грунта ГРС;

• ускорение консолидации слабых водонасыщенных грунтов за счет образования вертикальных дрен из ГРС.

Сущность метода заключается в том, что в толще грунта с помощью навесных рабочих органов – раскатчиков скважин различной конструкции, в том числе жесткого типа, производится раскатка скважин диаметром 0,25 м и длиной до 4,0 м. В процессе раскатки производится заполнение полости скважин материалами повышенной прочности (песком, песчано-гравийной смесью, щебенкой, гравием, шлаками, тощим бетоном и другими материалами).

После завершения работ в толще грунта формируются прочный элемент диаметром 0,35-0,40 м и уплотненная зона грунта вокруг него. В зависимости от вида и свойств упрочняемого грунта расстояние между ГРС может составлять от 3 до 5d (d- диаметр грунтовой сваи в раскатанной скважине).

Армирование оснований грунтоцементными сваями и микросваями находит широкое применение в связи с разработкой эффективных технологий и оборудования для их изготовления в различных грунтовых условиях (см. раздел 7). Указанные сваи можно изго­тавливать диаметром от 0,07 до 0,25 м и длиной от 1,5 до 6 м и более. Грунтоцементная смесь готовится из портландцемента марки 400, которая берется в количестве 9-15% массы грунта естественной влажности, песка средней крупности в количестве 40-60% и глинистого грунта 30-40%. Прочность образцов грунтоцемента находится в пределах 2-2,5 МПа в 28-суточном возрасте.

Устройство буроинъекционных свай широко используется для усиления фундаментов существующих зданий и сооружений. Эти сваи могут устраиваться как в вертикальном, так и наклонном направлении. Существуют эффективные способы и технологии их устройства в различных грунтовых условиях, а также методика расчета (Справочник проектировщика, 1985). По способу изготовления буроинъекционные сваи подразделяются на:

• устраиваемые под защитой бентонитового или глинистого раствора;

• устраиваемые под защитой обсадных труб;

• устраиваемые с использованием переходных буровых шнеков;

• устраиваемые путем инъекции раствора в сухие пробуренные скважины.

Армирование бетонного ствола буроинъекционных свай осуществляется с помощью пространственных арматурных каркасов, стальными трубами-оболочками.

В последние годы буроинъекционные сваи находят широкое применение для армирования (усиления) оснований зданий и сооружений, усиления и повышения устойчивости откосов и стабилизации оползнеопасных склонов.

Армирование слабых водонасыщенных грунтов песчаными сваями известно с давних времен и широко используется для укрепления слабых водонасыщенных пылевато-глинистых и песчаных грунтов. Сущность, технология устройства и используемое оборудование для изготовления этих свай подробно освещены в разделе 3.5.2.

Известковые сваи используются для упрочнения слабых водонасыщенных грунтов большой мощности (свыше 10 м), находящихся в текучепластичном и текучем состояниях. Сущность метода заключается в том, что при устройстве известковых свай происходит взаимодействие негашеной комовой извести с окружающим его слабым водонасыщенным грунтом, что способствует улучшению прочностных и деформационных характеристик грунтов. Кроме того, происходит уменьшение степени влажности грунта (S_r

Для армирования оснований может эффективно использоваться технология устройства армированных элементов с применением высоконапорных инъекций (струйной технологии), которые позволяют выполнить армирование без нарушения естественной структуры грунта в основном массиве. В основе струйной технологии лежит использование энергии водяной струи для прорезания в грунте щелей, заполняемых твердеющими материалами. Струйная технология позволяет выполнить армирующие элементы с различным расположением и различной формы, в том числе в виде сплошных стенок, отдельных столбов, опор корневидной формы, горизонтальных элементов, а также в форме ячеистых структур сложной формы. Сущность, технология устройства и используемое оборудование для изготовле­ния армированных элементов подробно освещены в разделе 8.

Армирующие элементы выполняют в виде бетонных и грунтобетонных свай большого диаметра. Иногда элементы выполняют из вяжущих материалов на основе жидкого стекла и одно- и многокомпонентных химических растворов. Прочность материала армирую­щих элементов находится в пределах 1-5 МПа.

Конструктивные элементы, сопрягаемые друг с другом, позволяют выполнять ячеистые структуры, которые могут быть использованы для упрочнения основания, укрепления откосов, насыпей и подпорных сооружений. Благодаря таким структурам грунт, находящийся в ячейках, вовлекается в работу.

Необходимо отметить, что, несмотря на большую актуальность вопросов устройства и проектирования армированных оснований, имеется еще очень мало исследований по разработке эффективной технологии армирования оснований в сложных грунтовых условиях. Известные способы армирования обладают значительной трудоемкостью и стоимостью, а надежность их в некоторых условиях не удовлетворяет необходимым требованиям.

Все вышеизложенное указывает на необходимость дополнительных исследований по выявлению эффективных видов армирующих материалов, разработке технологий и способов армирования оснований в различных грунтовых условиях. В этом направлении большой интерес представляет использование в качестве армирующих элементов высокопрочных геосинтетических материалов.

Армирование грунтов

Армирование грунтов широко используется при строительстве зданий и сооружений на структурно-неустойчивых грунтах, например, лессовых просадочных, слабых и сильносжимаемых водонасыщенных, рыхлых песчаных и насыпных грунтах. Необходимость в нем часто возникает при строительстве на техногенно-измененных территориях.

Основными задачами армирования грунтов являются:

• устранение просадочности лессовых грунтов;
• упрочнение и повышение устойчивости оснований, в том числе на оползнеопасных склонах;
• упрочнение и укрепление насыпей и откосов земляных сооружений, армирование обратных засыпок подпорных стен и повышение устойчивости подпорных стен;
• исключение выпора грунта из-под сооружений.

Армирование оснований – это мероприятия и технологии, предназначенные для усиления и упрочнения грунтовых массивов с помощью включения в их состав специальных элементов, находящихся в тесном взаимодействии с грунтом, но не связанных с фундаментом конструктивно. Усиление и упрочнение основания можно осуществить за счет введения в толщу грунта элементов повышенной прочности, которые хорошо работают на сжатие или растяжение и имеют высокое сцепление и трение с окружающим грунтом. В грунтовых массивах конструктивное расположение армирующих элементов может быть вертикальным, горизонтальным, наклонным в одном направлении, наклонным в двух и более направлениях, прерывистым и в виде различного ряда ячеистых структур.
В зависимости от физико-механических характеристик грунтов и задач, которые решаются при армировании, выбирается характер расположения армирующих элементов и технология их выполнения. Технология выполнения армирования оснований в значительной степени зависит от характера основания и особенностей напластований грунтов.

Вертикально расположенные армирующие элементы чаще всего применяют для устранения просадочных свойств основания, повышения прочности и устойчивости слабых водонасыщенных, насыпных, рыхлых и других видов грунтов. Армирование вертикальными элементами также целесообразно применять под полами, технологическим оборудованием и для повышения устойчивости насыпей. Расстояния между армирующими элементами принимаются исходя из учета совместной работы с окружающим грунтом и необходимой прочности основания и зависят от физико-механических характеристик грунта и применяемого оборудования.

Методы устройства вертикальных армирующих элементов путем закрепления грунтов силикатизацией, смолизацией или др. химическими материалами, несмотря на их дороговизну, также находят широкое применение при упрочнении и укреплении грунтов оснований, усиления откосов и стабилизации оползнеопасных склонов.

Работы по армированию грунтов Ростов

Компания ПроектДон имеет значительный опыт армирования грунтов основания. Специалисты компании владеют всей необходимой информацией об особенностях грунтов южных регионов России. Мы занимаемся укреплением грунтов в Краснодаре, Ростове-на-дону, Азове, Ставрополе, Волгодонске и других городах Юга России. Мы в кратчайшие сроки определим причины деформации здания и устраним их. Звоните: 8(961) 295 28 55.

Статьи

Эта инновационная технология армирования уже успешно применяется за рубежом. Она является достойной альтернативой таким традиционным материалам для укрепления грунтов, как геосетки, геоматы, георешетки

В настоящее время существует несколько методов армирования грунтовых насыпей, подушек и грунтов оснований. Наиболее распространенными являются следующие:

• забивка грунтовых гвоздей (гвоздевание)
• возведение стен – свайных и траншейных
• внедрение в грунт буроинъекционных анкеров и свай
• установка песчаных свай и балластных колонн
• армирование сваями (забивка свайных полей)
• использование геокомпозитных материалов – пленок, сеток, решеток, матов

Сравнительно новой для России методикой (за рубежом она применяется уже около 10 лет) является применение бетонного полотна производства компании Concrete Canvas Ltd. (Великобритания).

Отличия бетонного полотна и геокомпозитов

Бетонное полотно является рулонным материалом, и по этому признаку его можно отнести к геокомпозитам, которые тоже поставляются преимущественно в рулонах. Однако материал имеет ряд существенных отличий, позволяющих применять его там, где невозможно использовать георешетки, геоматы, геосетки. К этим отличиям относятся:

• застывание. Полотно Concrete Canvas способно менять свои качества. После смачивания водой гибкий рулонный материал превращается в слой бетона толщиной от 5 до 13 мм.
• прочность. Полученное покрытие имеет высокую прочность на разрыв, высокую устойчивость к различным механическим нагрузкам, а также к воздействию агрессивных химических сред, температурным перепадам, атмосферным осадкам, ультрафиолетовому излучению. Дополнительную прочность покрытию придают текстильные волокна, которые армируют слой бетона.
• жесткость. По сравнению с полимерными геокомпозитами, в застывшем состоянии полотно Concrete Canvas отличается жесткостью. Хотя показатели его жесткости гораздо ниже, чем у торкретбетона или железобетонных стенок.
• монолитность. Отрезки материала соединяются между собой винтами. Поэтому после застывания они образуют монолитную конструкцию, что положительно сказывается на ее прочности и устойчивости. Ни одна георешетка для армирования грунтов такими свойствами, разумеется, не обладает.
• влагонепроницаемость. Concrete Canvas имеет подкладку из ПВХ, что делает его полностью влагонепроницаемым. Это позволяет успешно осуществлять поверхностное дренирование и избегать вымывания грунта.

Преимущества и недостатки в сравнении с геокомпозитами

Еще одно отличие бетонного полотна от геокомпозитов – возможность укладки на неподготовленную поверхность. В результате отпадает необходимость использовать дополнительные материалы, такие как грунт, песок, щебень, геотекстиль, а сроки выполнения работ существенно сокращаются.

Хотя и у геокомпозитов имеется важное достоинство. Их можно использовать на горизонтальных поверхностях, в то время как полотно Concrete Canvas предназначено преимущественно для армирования наклонных и вертикальных поверхностей. То есть горизонтальное армирование грунтов с использованием этого материала невозможно. Вернее, не оправдано с экономической и инженерной точки зрения.

На горизонтальной поверхности полотно можно применять только в том случае, если на эту поверхность не будут приходиться какие-либо постоянные нагрузки. Например, бетонное полотно нельзя использовать в качестве дорожного покрытия, для укладки на площадках, на которых предполагается размещение грузов. Зато его можно применять для создания различных технических водоемов, шламо- и навозохранилищ, а также для футеровки дренажных канав и ирригационных каналов.

Как происходит армирование слабого грунта полотном Concrete Canvas

Технология армирования слабого грунта с помощью Concrete Canvas предельно проста. Она практически ничем не отличается от укладки обычного рулонного материала.

Полотно раскатывается по поверхности, режется на отрезки нужной длины. Затем отрезки крепятся к поверхности (возможны различные варианты его крепления) и соединяются между собой. Все работы выполняются ручным инструментом. Финальный этап – гидратация. После этого армирование можно считать законченным.

Минимальные сроки укладки – отдельное преимущество Concrete Canvas. В качестве примера можно привести укрепление склона вдоль автомобильной дороги в округе Токио Хатиодзи. Около 160 м 2 материала было уложено на вертикальный склон в течение 5 часов. Работы выполняла бригада из 5 человек.

Бетонное полотно и анкерная система армирования

Для армирования слабых грунтов или грунтов, испытывающих значительную нагрузку, эффективно использование бетонного полотна в комплексе с анкерной системой. Материал может быть использован с любыми видами анкеров, в том числе с буроинъекционными.

При таком комплексном подходе анкеры позволят надежно закрепиться и уплотнить грунт, а бетонное полотно – предотвратить его сползание, а также обеспечить поверхностное дренирование, предотвратить размывание и последующее обрушение.

В качестве заключения

Технология армирования грунтов с помощью бетонного полотна Concrete Canvas имеет широкие перспективы. Она может быть успешно применена для укрепления склонов вдоль автомобильных и железных дорог, берегов, оползневых склонов. Вернее, эта технология уже успешно применяется более чем в 40 странах мира. Российским компаниям еще предстоит оценить все преимущества использования этого инновационного материала, который может составить достойную конкуренцию ставшим уже традиционными геокомпозитам.

Армирование оснований

Армирование грунтов оснований выполняют для устранения просадочности лессовых грунтов, повышения прочности и устойчивости оснований, повышения устойчивости подпорных стенок, откосов земляных сооружений и оползневых склонов.

Под армированием основания понимается улучшение физико-механических качеств грунтового массива, служащего основанием, путем устройства в нем более прочных элементов, совместно работающих с грунтом и конструктивно не связанных с фундаментом какими-либо выпусками или омоноличиванием. Армирование массивов грунта основывается. На взаимодействии уплотненных и закрепленных массивов, а также элементов повышенной жесткости с окружающим грунтом.

Достижения необходимых качеств основания добиваются за счет введения в толщу грунта элементов повышенной прочности, которые хорошо работают на сжатие или растяжение и имеют высокое сцепление и трение с окружающим грунтом.

В зависимости от физико-механических характеристик грунтов и задач, которые решаются при армировании, выбирается характер расположения армирующих элементов и технология их выполнения (табл. 6).

В грунтовых массивах конструктивное расположение армирующих элементов может быть вертикальным, горизонтальным, наклонным в одном направлении, наклонным в двух и более направлениях, прерывистым и в виде различного ряда ячеистых структур (рис. 16).

Основными задачами армирования оснований являются: упрочнение и повышение устойчивости оснований, в том числе на оползне опасных склонах; упрочнение и укрепление насыпей и откосов земляных сооружений, армирование обратных засыпок подпорных стен и повышение устойчивости подпорных стен, а также исключение выпора грунта из-под сооружений.

Технология выполнения армирования оснований в значительной степени зависит от характера основания и особенностей напластований грунтов.

В основном армирование находит применение в структурно-неустойчивых грунтах, таких, как лессовые просадочные, слабые водонасыщенные, рыхлые песчаные и насыпные грунты.

Армирование толщ просадочных грунтов с целью повышения их прочности и несущей способности должно выполняться исходя из условия обеспечения совместной работы просадочного грунта и армирующих элементов. Для более полного использования несущей способности материалов целесообразно применять армирующие элементы с уменьшающейся от центра к краям прочностью. Подобное армирование толщ просадочных грунтов может быть выполнено по технологии глубинного уплотнения грунтов продавливанием скважин с заполнением их шлакобетоном, раствором, тощим бетоном или шлаком с уплотнением, созданием в массиве элементов путем закрепления силикатизацией, смолизацией или другими методами.

На просадочных грунтах в верхней зоне создается уплотненный слой путем устройства грунтовых подушек или уплотнением тяжелыми трамбовками, либо закреплением. Этот слой является распределительной подушкой, обеспечивающей передачу нагрузки от фундамента на армированный массив и включение армирующих элементов в работу.

Расстояния между армирующими элементами принимаются исходя из учета совместной работы с окружающим грунтом и необходимой прочности основания и зависят от физико-механических характеристик грунта и нагрузок, передаваемых на основание.

Вертикально расположенные элементы чаще всего применяют для устранения просадочных свойств основания. Армирование вертикальными элементами целесообразно применять под полами, технологическим оборудованием и для повышения устойчивости насыпей.

Если армирующие элементы выполняют в скважинах, то способ укладки и уплотнение зависят от материала заполнения скважин. Шлак, щебень и цементно-песчаные смеси могут быть уплотнены параболическим снарядом, установленным на станке БС-1М. Тощий бетон и раствор уплотняют глубинными вибраторами.

Рис. 16. Схемы армирования грунтовых массивов:

а — с вертикальным расположением армирующих элементов, б — с наклонным расположением армирующих элементов, в — с расположением армирующих элементов в двух направлениях, г — с прерывистым расположением армирующих элементов, д — с горизонтальным расположением армирующих элементов, е — армирование массивов в виде ячеек; 1- сплошные армирующие элементы, 2 — распределительная подушка, 3 — поверхность сползания массива, 4 — вертикальное ограждение подпорной стенки, 5 — прочный грунт, 6 — фундамент, 7 — облицовка откоса, 8 — подпорная стенка, 9 — насыпь, 10 — армирующие элементы в виде сеток и гибких стержней, 11 — прерывистые армирующие элементы, 12 — армирующие элементы в виде ячеистых структур

Армогрунтовые стены и армированные насыпи

Проблемы, возникающие при изменении крутизны склонов. Изменение наклона грунта свыше естественного угла откоса может привести к неустойчивости склонов. Такая ситуация может возникнуть при срезке склона, когда прокладывается новая магистраль или расширяется площадь застройки на наклонной площадке.

Повышение прочности грунтов с помощью армирования георешетками. Наша армирующая георешетка используется в сочетании с грунтом, что позволяет почве выдерживать большие нагрузки по сравнению с неармированным склоном. Кроме того, решетка позволяет грунтам выдерживать более высокие нагрузки и сохранять устойчивость при большей крутизне. Георешетки укладываются горизонтально внутри уплотненного грунта в процессе строительства, армируя его благодаря их высокой прочности на разрыв, низкой деформации и хорошему сцеплению с грунтом.

Грунтовые откосы с низкой несущей способностью. Наши конструкции и методы армирования грунтов на склонах хорошо подходят для грунтов с низкой несущей способностью, поскольку они намного эффективнее при неравномерной осадке, чем более жесткие решения. Это очень выгодно в сейсмоопасных зонах, где наши решения были испытаны при сильных землетрясениях.

Наши решения способствуют повышению устойчивости. Благодаря широкому ассортименту армированных георешеток, включая Макгрид® WG, Парагрид® и Паралинк®, нам удалось максимизировать возможность повторного использования материала стройплощадки для засыпки армированного склона.

Потенциальная экономия средств. Применяя георешетки, возможно достичь значительной экономии средств за счет использования выбранного грунта. Это приоритетный подход наших инженеров при обсуждении с клиентами решений по укреплению склонов.

Гибридные конструкции рентабельны и функциональны. Благодаря квалификации и опыту в этой области, а также программному обеспечению для проектирования MacSTARs, мы используем георешетки с другими системами, такими как Террамеш® и Зеленый Террамеш®. Это позволяет образовывать гибридные армогрунтовые конструкции, предлагающие дополнительные преимущества в виде экономии средств и удобства монтажа строительных конструкций.

Мы гордимся своим опытом по возведению крупных сооружений. Этот опыт позволяет нам успешно строить значительные сооружения; высота наших склонов с армированными грунтами и конструкциями зачастую превышает 30 м. К примеру, нам удалось успешно спроектировать и возвести объект высотой 70 м; вероятно, это самая высокая конструкция подобного рода в мире.

Озеленение армированных откосов. В случае если клиенту требуется «зеленый» армированный склон, важную роль играет тип растительности. Мы можем помочь при выборе смесей семян, верхнего слоя почвы и противоэрозийных материалов. Более формальную, городскую эстетику может предложить Макволл® — комбинированная армогрунтовая конструкция, состоящая из облицовочных бетонных блоков. Эти блоки имитируют каменную кладку, при этом грунт обратной засыпки надежно армирован георешеткой. Это дает нашим клиентам ряд преимуществ − эффективность и экономичность сооружения.