Среда, 19 июня, 2024

Восстановление откосов автодорог с применением геообойм

В своей производственной деятельности проектировщики и специалисты по земляному полотну часто сталкиваются с разрушением (сползанием) откосов строящейся и эксплуатируемой автомобильной дороги.

Данное явление весьма проблематично, в некоторых случаях оно приводит к сильному ограничению движения на участке, а иногда и к полному закрытию дороги. Обычно после недолгого обследования с определением объемов работ и затрат откосы восстанавливают, дорогу открывают, однако вопросы остаются: почему это случилось, что является причиной и как восстановить объект с минимальными затратами?

Сразу отметим, что сползание откосов насыпи происходит как при строительстве, так и при эксплуатации дорог. Причины, которые вызывают это негативное явление, могут быть самыми разными, от тектонических и гидрогеологических до простого и обыкновенного попустительства, но одним из основных факторов является избыточное наличие (или поступление) воды в теле насыпи, что и служит «спусковым крючком» процесса.

Тем не менее оползания откосов на дорогах случаются нередко, и в данной статье хотелось бы остановиться на методе ликвидации подобных явлений с применением геообойм, как наиболее доступном и простом, не раз применявшемся автором на автомобильных и железных дорогах.

Ликвидация последствий сползания откосов является довольно сложной и ответственной задачей, требующей немало затрат, знаний и усилий. инженеру приходится задействовать весь свой опыт, учитывая все известные ему факторы, чтобы определить истинную причину оползня.

На эксплуатируемых дорогах сползание откосов встречаются в основном двух видов: сверху или снизу насыпи. Сверху чаще всего откосы сползают по причине плохой организации поверхностного водостока с дороги на участках с высокими насыпями, на подходах к мостам или трубам с длинными спусками, из-за отсутствия прикормочных лотков или дренажа, слабого укрепления или устройства более крутых откосов, устойчивость которых применяемый грунт не может обеспечить.

Но основной из причин, вызывающих описываемое явление, считается отсутствие дренажа, прикромочного водоотвода и телескопических лотков. В последнем случае вода стекает прямо на откос и частично впитывается в насыпь через разуплотненные участки у стоек ограждения (особенно на спусках, где воды набирается достаточно много). Под влиянием проходящего транспорта возникает динамика (тряска дороги), что способствует разжижению глинистого грунта откоса насыпи, в результате чего откос теряет устойчивость и сползает.

Еще раз подчеркнем, что это в основном происходит с глинистыми грунтами, которые впитывают воду и не отдают ее, а при замерзании – набухают. Но так бывает редко, чаще процесс иной: после того, как в летнее время откос насытился влагой, с наступлением холодов грунт замерзает, трескается, в образовавшиеся трещины весной стекает вода и переувлажняет откос. Процесс может затянуться на 1–3 года, в течение которых образуются трещины, асфальт начинает отходить от бортового камня, и все заканчивается стремительным обрушением откоса в течение 2–3-х месяцев.

Разрушение откоса на дороге Р 240 «Уфа Оренбург» 1

Появившиеся трещины на откосах или вдоль бортового камня – первые признаки сползания откоса и серьезный повод принимать превентивные меры по предотвращению развития процесса. В этот период начинает формироваться поверхность скольжения, и, хотя уже можно определить масштабы предстоящих проблем, еще есть возможность избежать больших неприятностей.

К сожалению, мало где предпринимают серьезные меры по предотвращению дальнейшего развития процесса сползания, предпочитая в дальнейшем, уже после обрушения, заниматься восстановлением дороги.
Сползание снизу происходит, в основном, при сильном замачивании основания насыпи или откоса подземными водами (или от подсоса воды), при перетекании воды с одной стороны насыпи в другую на косогорах, у опор мостов в результате выхода подземных вод, вследствие подмыва откоса потоками воды при наводнении и волновых процессов, при оседании основания в откосной части насыпи и т. д.

В данном случае наблюдаются последствия более серьезные, чем в предыдущем, так как не только сползает откос, но и основание насыпи теряет несущую способность и разрушается. В итоге приходится закрывать как минимум половину проезжей части, а при восстановлении – организовывать реверсивное движение. В худших случаях – устраивать обход и восстанавливать дорогу полностью.

Ликвидация последствий сползания откосов является довольно сложной и ответственной задачей, требующей немало затрат, знаний и усилий. Для того чтобы приступить к разработке проекта (а иногда и сразу к восстановлению), инженеру приходится задействовать весь свой опыт и понимание возникновения и развития процесса именно на этом конкретном месте, учитывая все известные ему факторы, чтобы определить истинную причину оползня.

Здесь, как и в медицине, правильный диагноз составляет половину лечения. Поэтому, только правильно определив причину сползания откоса, можно разработать эффективные мероприямероприятия для ее устранения с имеющимися на месте силами и средствами. Иначе восстановление не приведет к нормальной работе дороги, а процесс сползания откоса будет повторяться еще не раз.

Поэтому, если все-таки есть возможность как-то организовать движение по пострадавшей проезжей части, лучше не спешить и пригласить для осмотра специалистов. Затем произвести геологические обследования, откопку шурфов или траншей для выявления водоносной жилы или водоносного горизонта, опросить эксплуатирующую организацию, найти причину и, уже с учетом всей доступной информации, принимать верные проектные решения, позволяющие исправить сложившуюся ситуацию навсегда.

Применение геообойм

Возвращаясь к ликвидации последствий оползания, хотелось бы рассказать о некоторые вариантах восстановления откосов с применением геообойм, как наиболее бюджетных и приемлемых для большинства случаев.

Пример №1

Рассмотрим распространенную схему восстановления откоса насыпи после его сползания. Причиной сползания является вода, которая попала в тело насыпи с поверхности дороги, запроектированной без прикромочных лотков.

Основными удерживающими откос элементами в данном случае являются геобоймы из геополотна с разрывной нагрузкой 100 кН/м, заполненные ранее срезанным грунтом откоса. Для предотвращения впитывания далее насыпью втекающей в нее воды для гидроизоляции применена геомембрана, а для сбора воды – щебеночный дренаж. С помощью дренажных труб накопленная влага выводится из насыпи в телескопический лоток. При применении данной конструкции целесообразно использовать щебень фракции 20–40 и пластиковые дренажные трубы с минимальным диаметром 200 мм и с перфорацией на 1/3 диаметра для более полного выпуска воды.

Приведенное решение допускается и рекомендуется применять при восстановлении откоса с одновременным укреплением его геоматериалами, камнем и т. д.

Сползание откоса на дороге Р 228 Сызрань Саратов 2

Пример №2

На спуске по дороге Р-228 Сызрань – Саратов с правой, низкой стороны грунт насыпи полностью насытился водой, и в результате откос сполз на участке длиной 60 метров.

В таких случаях наиболее действенным является устройство поперечного перехватывающего дренажа по всей ширине дороги. Но это не всегда возможно и достаточно дорого, так как требуется частично или полностью перекрывать дорогу. Поэтому на данном участке было принято решение выпускать поступающую воду из выемки с применением внутреннего ступенчатого дренажа. Для восстановления задействовали геообоймы, а для производства работ временно закрыли две полосы дороги из четырех.
Для свободного выхода воды из тела насыпи применили пластиковые трубы диаметром 300 мм. Надо отметить, что откос был успешно восстановлен, а дренаж сразу после его устройства стал функционировать, выпуская воду из еще недосыпанного откоса.

Пример №3

Зачастую причиной сползания откоса является вода, которая поступает с другой, более высокой стороны насыпи и впадает в канаву, устроенную с нижней стороны.

Чаще такие откосы встречаются на косогорных участках автотрасс, полях с дренажной системой или при прокладке дороги рядом с уже существующей на разных уровнях. Признаки сползание откосов проявляются в срок от одного до трех лет, в зависимости от грунта насыпи и напора поступающей воды. Характерной особенностью таких случаев является разрушение насыпи.

Для восстановления откоса без разборки дорожного покрытия (только со срезанием узкой полосы откоса) также применялись геообоймы, но с устройством фильтрующей прислоненной бермы из крупного песка, так как нужно было остановить сползание. Кроме удержания откоса, геообоймы предотвращают его размыв с суффозионным выносом мелких частиц грунта в канаву по причине постоянного притока воды.

Для формирования геообойм лучше всего подойдет крупный песок с Кф>3 м/сут. и более, что позволяет устраивать геообоймы без дренажных труб. Этот способ можно применять, когда полоса отвода позволяет размещать берму, а постоянный приток воды является небольшим, до 0,005 м3/м2/ сут., или имеет сезонный характер. В случае отсутствия необходимых объемов крупного песка, или если приток воды значительный (более 0,007 м3/м2/ сут.), следует устраивать дренажную систему из труб с щебеночной засыпкой.

Устраивать берму следует сразу после проявления первых признаков сползания откоса, как только появились трещины, в противном случае придется разбирать откос и как минимум одну полосу проезжей части полностью. Чем быстрее будет укреплен откос, тем выше вероятность сберечь дорогу в целом и избежать еще больших неприятностей.

Текст: Н. А. Устян, к. т. н., старший научный сотрудник ООО «Гео-Проект», фото: geoproject-group.com, pbs.twimg.com

Новости

СТТ Expo 2024: самая масштабная отраслевая выставка страны начинает работу через 2 недели

С 28 по 31 мая CTT Expo 2024 представит самую насыщенную экспозицию по количеству техники за все годы проведения выставки.

Читайте также: