54 ТЕХНОЛОГИИ
Упрочнение слабых оснований геотехнических сооружений
ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Луцкий С . Я ., Лычковский А . А . ( РУТ ( МИИТ );
Луцкая В . С . ( Мосгосэкспертиза ); Бурукин А . Ю ., к . т . н . ( УСК Мост )
Рис . 1 . Устройство подходов к мосту на слабых грунтах
Строительство геотехнических сооружений в районах со сложными инженерно-геологическими условиями ( рис . 1 ) связано с риском остаточных многолетних деформаций , которые недопустимы по нормам и требованиям безопасности возведения земляного полотна , особенно для скоростных магистралей . Необходимость и особенности технологического регулирования строительства геотехнических сооружений объясняются тем , что свойства слабых грунтов чувствительны и скачкообразно меняются при технологических и природных изменениях внешних условий .
Существующие методики выбора проектно-технологических решений ориентированы , как правило , на надёжность эксплуатации сооружений и недостаточно учитывают изменение физико-механических характеристик грунтов и надёжности основания в период строительства . Необходимость разработки технологических режимов , учитывающих специфику устройства и требования к геотехническим сооружениям на всех этапах жизненного цикла , соответствует закону ФЗ-384 « Технический регламент о безопасности зданий и сооружений ». Проектные требования по деформативности и надёжности земляного полотна заложены в технологические регламенты упрочнения слабых оснований и просадочных грунтов на объектах транспортной инфраструктуры . Покажем особенности модернизации этих регламентов с применением цифровых моделей и расчётов стабильности на стадии строительства . Технологический регламент содержит стадии : 1 ) диагностика состояния грунтов и подготовка производства ; 2 ) технология предпостроечного упрочнения основания для устройства рабочей платформы строительных машин и транспортных средств ; 3 ) основной период строительства земляного полотна по нормативным и проектным требованиям ; 4 ) мониторинг и строительный контроль качества . В комплексной технологии объединены диагностика и конструктивно-технологические решения по упрочнению и консолидации грунтов в разных по свойствам и глубине зонах основания .
Рассмотрим состав и особенности реализации сложной в исполнении стадии запатентованной комплексной технологии упрочнения и стабилизации грунтов в основании дорожного земляного полотна . В неё заложены принципы технологического регулирования : 1 ) строительные нагрузки следует регулировать и одновременно выполнять операционный контроль качества возводимых объектов в режиме реального времени ; 2 ) строительные машины должны быть оснащены автоматизированными системами управления и регулирования технологических процессов ; 3 ) виброударные операции выполняются на пределе прочности грунтов .
Упрочнение слабых грунтов в основании геотехнических сооружений с применением комплексной технологии ( рис . 2 ) включает последовательно выполняемые этапы : КТ . 1 — диагностика состояния массива основания ; КТ . 2 — устройство рабочей платформы ( создание дренажной системы ; виброуплотнение активной зоны ); КТ . 3 — глубинное упрочнение основания по вариантам проектнотехнологических решений ( 3а — вырезка и замена слабых грунтов песчаным массивом ; 3б — устройство свайного поля ).
Применение комплексной технологии должно обеспечить плотность грунтов с коэффициентом уплотнения , равным 0,98-1 , и завершение консолидации земляного полотна по сводному графику . Технологическое требование состоит в допустимой ( по коэффициенту стабильности ) нагрузке и ограничениям по вибровоздействию на весь массив по глубине основания . Необходимо организовать операционный контроль и прогноз изменения во времени напряжений в каждом слое . Допустимая в процессе строительства технологическая нагрузка на слабые грунты должна соответствовать условию : Кн ( Qб — Qn ) t / Qmt ≥ Кпр , ( 1 ) где Кн — коэффициент надёжности на технологическом этапе ; Qб — безопасная нагрузка до предельного состояния грунта по сдвигу ; Qm — технологическая нагрузка от виброкатка через песчаный защитный слой ; Qn — поровое давление ; Кпр — проектная величина коэффициента стабильности . Величину Qб определяют для каждого слабого слоя в зависимости от глубины