CC BY
23
Н.А. Ефремов
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАМЫВА ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ
УУамыв транспортных сооружений на естественное осИ нование без вырезки слабых грунтов широко применяется в подразделениях Компании «Трансгидромеханизация». Технологии намыва грунта с посадкой насыпи на минеральное дно соответствуют требованиям СНиП и СП. Реализация таких технологий обеспечивает экономию материальных и денежных ресурсов, по сравнению с устройством насыпи с удалением слабых грунтов за пределы возводимого сооружения.
Целью нашего доклада является информация о результатах методов и средств контроля за фактическими объемами намываемого грунта на различных этапах консолидации основания и процессом посадки намывной насыпи на минеральное дно. Результаты работы послужили основой для разработки предложений по управлению процессом намыва земляных сооружений на слабых грунтах, обеспечивающих ресурсосбережение, экономию ресурсов и мониторинг объёмов производства.
Предложения о методах и средствах управления процессом намыва рассмотрим на примере возведения дорожной насыпи Северного обхода города Рязани. Насыпь автомобильной дороги намывали земснаряды ЗАО «Мосгидромех» Компании «Трансгидромеханизация». Естественное основание насыпи слагали илистые суглинки мягкопластичной и текучей консистенции со средней мощностью слоя 7 м. На ряде участков мощность слоя слабых грунтов достигала 15 м. Насыпь намывали по технологии с погружением намытого грунта до подошвы подстилающего минерального слоя без экскавации слабых грунтов. Ресурсосбережение, технологичность и экологичность такого способа возведения насыпи не вызывает сомнения. Расчётным путём установлено, что удаление слабого грунта из основания превысит 75 % затрат на возведение земляного полотна автомобильной дороги.
В процессе производства намывных работ сложной задачей является формирование откосов проектной крутизны. Намыв насыпи сопровождался посадкой основания намываемой насыпи на минеральное дно болота и выдавливанием слабых грунтов из основания. Для намыва использовали грунты подводного карьера, разрабатываемые земснарядами типа 180-60.
Намываемый грунт достигал минерального дна болота вследствие изменения физико-механических свойств слабых грунтов, процесса глубинного сдвига намывных откосов и выдавливания слабых за пределы сооружения. Комплексные исследования содержали полевые и лабораторные изыскания. В полевых условиях, непосредственно на карте намыва, определяли характеристики намывных грунтов, изменения физико-механических свойств грунтов основания и профили намытого грунта на дневной поверхности и на контакте с естественными грунтами основания. В лаборатории исследовали свойства отобранных проб грунта, а также обрабатывали результаты полевых измерений.
Объём намытого грунта, в том числе на контакте с основанием измеряли радиоволновым методом, с применением спутниковых систем типа GPS и георадара. Результаты радиоволновых измерений контролировали пенетрометром, сдвигомером-крыльчаткой и методом бурения скважин. Результаты полевых изысканий позволили определить однородность намывных грунтов по площади и глубине после бокового выдавливания слабых грунтов и посадки насыпи на минеральное дно. В полевых условиях определили глубину залегания слоёв намытого грунта и оставшуюся мощность слоев слабого грунта в основании насыпи.
Натурными исследованиями установлено, что намываемая насыпь погружалась до минерального дна в период её намыва. Выдавливание слабых грунтов из основания сопровождалось глубоким сдвигом, просадками, поворотом и смещением намытых грунтовых масс по некоторой криволинейной поверхности скольжения. Не анализируя здесь теоретические предпосылки для расчёта глубокого сдвига намывных откосов дорожной насыпи отметим, что этот сдвиг намывных откосов происходил по принципу «сдвиг грунта по грунту», о чём свидетельствуют результаты радиоволно-вых измерений, бурения скважин и статического зондирования.
Результаты измерений и расчётов по разработанной нами программе показали, что добавочный объём намытого грунта в связи с
осадкой насыпи составил около 70 тыс. м3. В проектной документации этот объём отсутствовал, вероятно, в связи со сложностью проведения изысканий и отсутствием расчетного прогноза изменения свойств грунтов во времени. «РосдорНИИ», на основе результатов собственных измерений методом георадарного сканирования, выполнил мониторинг данного участка насыпи и подтвердил дополнительный объём намытого грунта на Северном обходе города Рязани. В пректно-сметную документацию были внесены изменения с учётом фактически выполненного дополнительного объёма намытого грунта.
Результаты выполненных исследований позволяют рекомендовать программно-аппаратный комплекс для контроля, управления и оптимизации процесса намыва земляных сооружений, основание которых слагают слабые грунты. Комплекс содержит организацию обратной связи между работой земснаряда в карьере и возведением намывного сооружения, оперативный контроль за объёмами намываемого грунта и состоянием основания.
Для решения перечисленных проблем предлагается использовать геофизические и GPS- технологии, имеющие преимущества перед традиционными методами (бурением скважин, пенетрацией). Указанные современные технологии мониторинга работ, применяемые в горно-транспортных комплексах, обеспечивают оперативность, дешевизну, малую трудоёмкость и доступность.
— Коротко об авторах .
Ефремов Н.А. - ОАО «ЦНИИС».
