Министерство науки и высшего образования Российской федерации
ФГАОУ ВО «Северо-Восточный Федеральный университет имени
М.К. Аммосова»
Автодорожный факультет
Кафедра «Автомобильные дороги и аэродромы»
РЕФЕРАТ
«По теме: Укрепление откосов насыпей»
Выполнил: ст. гр. М-УКАД-20
Габышев Т.А.
Проверила: Филиппова Н.А.
Якутск 2021
Содержание
Введение
Земляное полотно - является основанием для важнейшего и наиболее дорогого элемента дороги - дорожной одежды, прочность и долговечность которой существенно зависят от прочности и устойчивости земляного полотна. В целом земляное полотно находится под действием подвижной нагрузки, сил собственного веса и различных природно-климатических факторов. Поэтому важным является проектирование и строительство земляного полотна таким образом, чтобы под действием вышеперечисленных сил оно не изменило своей формы и было устойчивым. Однако наблюдения показывают, что по разным причинам могут произойти деформации и разрушения: осадка насыпи из-за недостаточного уплотнения грунта при строительстве; просадка пористых увлажненных слоев грунта в основании под насыпью вследствие выжимания воды ее собственным весом; расползание насыпи под действием ее собственного веса при оттаивании грунтов или вследствие строительства из переувлажненных или мерзлых грунтов без надлежащего уплотнения; обрушение откосов насыпи вследствие их большой крутизны и влажности грунта; сползание насыпи по крутому склону. Для устройства устойчивого земляного полотна необходимо: использовать для него устойчивые грунты; обеспечить устойчивость основания под насыпью; правильно расположить грунты в земляном полотне; добиться требуемой степени уплотнения грунта в теле насыпи; обеспечить устойчивость насыпи на косогорах; обеспечить надлежащий отвод поверхностных и грунтовых вод от земляного полотна; укрепить откосы земляного полотна.
В настоящее время задачи повышения устойчивости откосов и склонов приобретают все большее значение. Основными причинами этого являются постоянно расширяющееся освоение оползневых территорий под строительство, вызванное дефицитом свободных земельных площадей, а также активизация имеющихся и появление новых оползней. Целью укрепления откосов является стабилизация эрозионных процессов грунта и предотвращение его обрушения под собственным весом или сползания вследствие сил инерции. Слабый грунт должен превратиться в устойчивую и прочную поверхность. При выборе решения для укрепления склона необходимо принимать во внимание такие факторы, как крутизна склона, нагрузка, наличие или отсутствие вибрации, а также состав грунтов откоса. Для решения задачи укрепления откосов насыпи, дорог и бортов склонов используется большое разнообразие методов. Нагруженные вертикальные откосы и склоны значительной крутизны эффективнее всего укрепляются с помощью подпорных стен и габаритных конструкций. Для укрепления склонов меньшей крутизны и нагруженности разработаны специальные синтетические материалы, которые предназначены для применения в грунтах, - геосинтетики.
1. Укрепление откосов
Укрепление откосов -- обеспечение устойчивости откосов земляного полотна способами, повышающими плотность и прочность грунта, из которого отсыпано земляное полотно, делающими откосы более устойчивыми к дождевым потокам и ветровой эрозии.
Откосы укрепляют уплотнением, одерновкой, мощением, каменной наброской, укладкой укрепленного грунта, бетонных плиток, нетканого материала, армированием. Выбор способа укрепления откоса производится на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом наличия материалов и оснащенности организации необходимыми машинами и механизмами. Применяемые способы укрепления откоса:
· биологические (посев трав, одерновка, посадка кустарника);
· с применением геотекстильных материалов (нетканый материал с зафиксированными в нем семенами многолетних трав, георешетки с заполненными грунтом ячейками);
· укладка на поверхность откосов изношенных автомобильных шин, бортовых колец, бетонных элементов, заполненных грунтом или каменным материалом;
· сплошная укладка на поверхность откоса бетонной смеси (бетонирование).
2. Методы укрепления откосов
Перед началом укрепления откосов или других наклонных грунтовых поверхностей необходимо выполнить подготовительные работы, включающие очистку, планировку, выравнивание берм, уплотнение, рабочую разбивку.
укрепление откос бетонирование шина
2.1 Биологическое укрепление откосов
Наиболее простой и распространенный способ укрепления откоса -- биологический, заключающийся в распределении ровным слоем на поверхности откоса грунта, оставшегося после подготовительных работ (снятия растительного слоя), и высев семян многолетних трав с последующей прикаткой почвенного слоя. Работы по укреплению откоса травами ведет комплексно-механизированная бригада на двух захватках площадью 2000 м2 каждая (рис. 2.1.1).
На первой захватке выполняются следующие работы:
1) доставка растительного грунта автомобилями-самосвалам и выгрузка на обочину;
2) надвижка автогрейдером растительного грунта на откос;
3) разравнивание экскаватором-драглайном растительного грунта на откосе.
На второй захватке выполняются работы:
1) посев механизированным способом семян многолетних трав с одновременным внесением удобрений;
2) орошение поливомоечной машиной засеянного участка.
Рис. 2.1.1 Схема производства работ по укреплению откоса травами: I -- автогрейдер, II - экскаватор-драглайн; III -- поливомоечная машина; IV - автомобиль-самосвал; 1-4 -- номера прохода автогрейдера; b - ширина дорожного полотна; О - обочина; i -- уклон проезжей части; -- уклон обочины; m -- заложение откоса
Этот способ может быть несколько усовершенствован за счет распределения по почвенному слою нетканого синтетического материала с закрепленными в нем семенами трав. Наличие нетканого материала обеспечит сохранность грунтов откоса от размыва на стадии прорастания семян, а проросшая корневая система травы скрепит нетканый материал с почвенным слоем, делая данную конструкцию устойчивой к потоку воды.
Технология укрепления в данном случае представляет собой разравнивание поверхности откоса и распределение по нему полотен нетканого синтетического материала (рис. 2.2). Раскатывание полотен может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении.
При поперечном расположении полотно начинают раскатывать снизу-вверх и нижний край полотна фиксируют в канаве глубиной 0,4 м грунтовой присыпкой. Затем рядом с перекрытием в 0,15...0,2 м укладывают следующее полотно и фиксируют область нахлеста скобами.
Рис. 2.1.2 Укрепление откоса нетканым синтетическим материалом: а -- схема укрепления откоса насыпи с поперечным расположением полотен; б -- схема укрепления подтопляемого откоса насыпи с продольным расположением полотен; в -- распределение синтетического материала на откосе; 1 -- растительный грунт; 2 -- колья; 3 -- каменная наброска; 4 -- скобы; 5 -- дорожная одежда; А -- фиксация нетканого материала в верхней части откоса; Б то же в нижней части откоса; В -- фиксация нижней полосы синтетического материала при его продольном распределении на откосе
При продольном раскатывании полотен нижний край первого полотна фиксируют в предварительно отрытой канаве глубиной 0,5 м. Следующее полотно укладывают внахлест на первое и фиксируют скобами.
Поверх нетканого материала распределяют слой растительного грунта, по которому рассыпают зерна трав (если зерна уже имеются в нетканом материале, то эту операцию пропускают), после чего поверхность прикатывают и увлажняют.
Гидропосев -- метод укрепления откоса земляного полотна травосеянием без использования растительного грунта. Осуществляется путем перемешивания рабочей смеси из семян многолетних трав, мульчирующего материала (опилки, солома, целлюлоза и др.), пленкообразующего материала и воды, и нанесения этой смеси при помощи гидросеялки на откосы насыпи и выемки.
Гидросеялка -- машина, смонтированная на автомобильном шасси, оборудование которой состоит из цистерны с площадкой для оператора, мешалки для рабочей смеси, гидрометателя, насоса для нанесения рабочей смеси на откос не круче 1:1,5 и высотой не более 15 м.
Основные технологические операции устройства конструкции гидропосевом:
1) планировка поверхности откоса;
2) приготовление рабочей смеси из семян и удобрений, их распределение;
3) нанесение пленкообразующего материала с прикаткой легким катком;
4) полив после посева.
Посев трав с помощью гидросеялок выполняют двумя проходами машины вдоль подошвы откоса или бермы, обеспечивая равномерное распределение смеси по поверхности откоса. На откосах высотой 10... 12 м смесь распределяют при кратковременных остановках гидросеялки через 20...25 м, на откосах высотой от 12 до 24 м -- с верхней и нижней стоянок гидросеялки, чем обеспечивается посев по всей длине откоса на ширину 10...12 м.
2.2 Укрепление откоса сплошным бетонированием
Укрепление откоса сплошным бетонированием (рис. 2.2.1) осуществляется следующим образом:
1) поверхность откоса выравнивают и уплотняют;
2) распределяют щебеночную смесь или раскатывают геотекстильное полотно;
3) у подножия откоса отрывают траншею, в которую укладывают бетонные балки или заливают бетон для образования упора для плит, бетонируемых на поверхности откоса;
4) на откосе устанавливают опалубку из деревянных досок толщиной 25 мм с прямоугольными ячейками размером 1,5 х 1,0 м. Ячейки могут иметь и другую форму. Бетон может быть армированный, для этого перед укладкой бетона по поверхности распределяют арматуру и сваривают ее стыки;
5) на бетонном узле или заводе приготавливают бетонный раствор, который бетоновозами доставляют к объекту. Раствор должен иметь определенную жесткость, чтобы удерживаться на наклонной поверхности без расплыва;
6) бетон заливают в опалубку. Заливку начинают с нижних ячеек, постепенно поднимаясь к верхней части откоса.
Рис. 2.2.1 Укрепление откоса сплошным бетонированием: 1 -- цементобетон; 2 -- доски опалубки; 3 -- бетонный упор; 4 -- щебеночная смесь или геотекстиль
Для подачи бетонной смеси на поверхность откоса используют краны, оборудованные бункерами с затворами. Бетонную смесь уплотняют 2-3 проходами виброрейки.
По такой же технологии, только без установки опалубки, может осуществляться укрепление откоса смесями грунта, обработанного вяжущими материалами (укрепленного грунта). Укрепление откоса грунтом, обработанным цементом, выполняют на двух захватках площадью 400...450 м каждая (рис. 2.2.2).
Рис. 2.2.2 Схема производства работ по укреплению откоса грунтом, обработанным цементом I -- бульдозер; II -- дорожная фреза; 111 -- распределитель цемента; IV -- виброкаток, подвешенный к стреле экскаватора; V -- поливомоечная машина; VI -- автомобиль-самосвал; b -- ширина проезжей части; О -- обочина; i уклон проезжей части; -- уклон обочины; m -- заложение откоса
На первой захватке выполняются:
1) доставка грунта автомобилями-самосвалами из карьера и выгрузка на обочину;
2) разравнивание бульдозером кучи грунта;
3) размельчение грунта дорожной фрезой за 2 прохода по одному следу.
На второй захватке выполняются:
1) распределение цемента распределителем по поверхности грунта;
2) сухое перемешивание фрезой за 1 проход;
3) перемешивание цементо-грунтовой смеси фрезой за 2 прохода с одновременным увлажнением смеси поливомоечной машиной;
4) надвижка цементо-грунтовой смеси бульдозером на откос;
5) разравнивание цементо-грунтовой смеси бульдозером, оборудованным откосником, по поверхности откоса с одновременной планировкой откоса;
6) уплотнение смеси виброкатком, подвешенным к стреле экскаватора;
7) разливка битумной эмульсии поливомоечной машиной.
2.3 Укрепление откоса сборными бетонными плитами
Укрепление откоса сборными бетонными плитами (цементобетонными, асфальтобетонными) различной конфигурации выполняется с соблюдением условия укладки плит от подножия откоса к его вершине и бетонированием соединительных узлов. Сборные железобетонные плиты изготавливают и доставляют к месту укладки централизованно. При транспортировании плиты укладывают плашмя на деревянные прокладки. До начала монтажа плит устанавливают бетонный упор. Плиты укладывают на щебеночное основание, которое устраивают путем распределения слоя щебня на поверхности откоса и его уплотнения. С помощью бульдозеров щебень сталкивают вниз и равномерно распределяют экскаватором. Уплотняют слой щебня катками типа ДУ-14 (Д-480А) или трамбовками. Работы по укреплению откосов сборными плитами ведут на трех захватках длиной 100...120 м (рис. 2.3.1).