Применение полимерных геоматериалов в строительстве земляных сооружений

Земляные сооружения — это совокупность инженерных конструкций, возводимых преимущественно из грунта и являющихся основой для различных эксплуатируемых объектов. Согласно классификации, земляные сооружения делятся на:

• дорожные (легкие насыпи, железнодорожные полотна, участки переменной жёсткости на подъездах к мостам, мостовые конусы);
• мелиоративные (всевозможные водоудерживающие инженерные конструкции, водотранспортирующие каналы, рукотворные водоёмы);
• гидротехнические (грунтовые дамбы, искусственные портовые заливы).

По прочности и несущей способности земляные сооружения делятся на постоянные и временные (могут быть демонтированы после окончания запланированных работ). Что касается позиционирования относительно общего уровня участка, то земляные конструкции могут как выступать над грунтом (тогда они зовутся насыпями), так и располагаться ниже его поверхности (в таком случае они называются выемками). Бывают земляные сооружения смешанного типа (частично состоящие из выемок, частично из насыпей). Как правило, в них имеется потребность на косогорах и других участках со сложным рельефом.

Полимерные геоматериалы и их роль в земляных сооружениях различной направленности

Глядя на многообразие современного рынка геосинтетики, трудно вообразить, что прототип всей группы данных материалов был разработан почти что случайно. Это случилось в 1973 году, когда одна немецкая компания получила в ходе производственного процесса прочную геосинтетическую субстанцию. После проведения испытаний выяснилось, что включение данного материала в структуру грунта существенно поднимает его противоэрозионные свойства. Продукт получил рыночное название «Enkamat», и уже через несколько лет многие дорожно-строительные инженеры начали включать его в свои проекты.

По мере своего развития полимерные геоматериалы совершенствовались и видоизменялись. На сегодняшний день они востребованы в огромном количестве областей. Была разработана удобная система классификации по ГОСТу, а также несколько методов расчета оснований. Использование геосинтетики позволяет современному подрядчику экономить не только средства, но и собственное время.

Функции полимерных геоматериалов и их востребованность в строительстве земляных сооружений

За счёт широкого спектра всевозможных функций геосинтетика широко востребована в сфере возведения грунтовых инженерных конструкций. Рассмотрим наиболее актуальные для этой сферы функции.

• Армирование
  Способность тканых геосинтетических материалов усиливать основания очень широко востребована при возведении железных дорог и автомобильных магистралей. Испытание дорожных одежд неоднократно доказывало, что при использовании геосеток и георешёток в значительной степени сокращается межремонтный интервал, уменьшается колейность и повышаются эксплуатационные характеристики. Сочетание георешёток и геотекстиля позволяет создавать широкие, но при этом очень легкие насыпи, равномерно распределяющие нагрузку по подстилающему грунту. Это особенно важно для автодорог, возводимых на мягком глинистом грунте, не способном в течение длительного периода выдержать статическую нагрузку от тяжёлой насыпи.
• Разделение
  Перемешивание различных по составу грунтовых сред — извечная проблема интенсивно эксплуатируемых оснований. Это подтверждают многочисленные испытания дорожных одежд, проведённые Росавтодором за последние пятнадцать лет. Постоянная динамическая нагрузка от проезжающего тяжёлого транспорта перемешивает слои между собой, существенно ухудшая эксплуатационные характеристики дороги. Очень быстро начинают проявляться трещиноватость, колейность и другие дефекты. Тканый и нетканый геотекстиль помогает разделить разнофракционные материалы, что положительным образом сказывается на эксплуатационных характеристиках покрытия. В идеале данный геоматериал нужно включать в конструкцию полотна ещё на стадии расчета дорожных одежд, однако нередко его укладывают и на этапе капитального ремонта.
• Защита от эрозии
  Использование полимерных геоматериалов помогает предотвратить эрозию — вымывание и выветривание верхнего слоя почвы на откосах и склонах. Эта проблема остро стоит для дорожных и мелиоративных земляных сооружений. Постоянно смещающийся плодородный слой не даёт разрастись травяному покрову, чья корневая система выступает в роли естественной армирующей среды.

Использование полимерных геоматериалов при укреплении мостовых конусов

Мостовые конусы являются важным конструктивным элементом автомагистрали, ведь от них напрямую зависит прочность моста и безопасность едущего по нему автотранспорта. В особенности это касается сложных транспортных развязок, где опорные конструкции мостов подвергаются постоянным динамическим нагрузкам.

Обустройство конусов представляется сложной задачей даже в тех случаях, когда штамповые испытания свидетельствуют об отличной несущей способности грунта. Проектирование ещё больше усложняется, когда под мостом пролегают песчаные или глинистые пласты. Именно тогда на помощь приходит объёмная георешётка — современный полимерный геоматериал, способный равномерно распределять нагрузку по несущему слою грунта, надёжно фиксировать насыпь мостового конуса и сохранять свои эксплуатационные свойства на протяжении десятилетий.

Использование полимерных георешёток при сооружении подпорных стен

Подпорные стены широко используются в дорожном строительстве, когда нужно встроить дорожное полотно в существующий рельеф или защитить его от оползней. В таких ситуациях рациональней всего использовать объёмную горешётку — полимерный материал с объёмной ячеистой структурой. Георешётка с лёгкостью заменяет собой бетон и может использовать в качестве заполнителя даже локальный грунт низкого качества. Кроме того, данный геоматериал легко транспортируется и не боится суровых климатических условий.