Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог

4.2. Назначение конструктивных решений

4.2.1. Для расчета устойчивости насыпи на слабом основании с использованием армирующих прослоек из геосинтетических материалов необходимо предварительно выполнить оценку устойчивости без армирования в рамках двух расчетных схем - для стадии строительства и в конечном состоянии, когда процесс консолидации завершен. В этой связи при проектировании конструкций необходимо иметь информацию как о прочности грунта основания при быстром сдвиге, так и прочностные характеристики грунта в конечном состоянии, т.е. после завершения процесса консолидации. Для оценки устойчивости на этой стадии необходимы данные, определяемые при консолидированном сдвиге.

В случае, если по исходным первичным расчетам устойчивость не обеспечивается, следует предусмотреть использование геосинтетических армирующих прослоек для повышения устойчивости насыпи на слабом основании за счет их прочности на растяжение и сил трения по контакту с окружающим грунтом.

При выполнении расчетов следует использовать расчетные значения прочности ГМ , определяемые с учетом срока службы, значений длительной прочности ( по Приложению 2В), условий работы ГМ при строительстве и эксплуатации. За срок службы ГМ принимают срок службы сооружения или только срок консолидации грунтов слабого основания, если на период завершения консолидации устойчивость основания обеспечена. При отсутствии данных испытаний ГМ по методу длительного растяжения возможно назначение расчетного значения прочности ГМ по прочности при кратковременном одноосном растяжении по зависимости

,                                            (4.1)

где - коэффициент учета ползучести (коэффициент перехода от прочности на растяжение к длительной прочности), принимаемый по п.7.2.5 или по гарантированным производителем данным, отраженным в технической документации;

- коэффициент учета повреждения ГМ при транспортировке, монтаже и уплотнении грунта, принимаемый равным 0,95;

- коэффициент учета стыковки, взаимного перекрытия и соединения полотен ГМ, принимаемый равным 0,8;

- коэффициент учета влияния окружающей среды, принимаемый равным 0,9;

- коэффициент запаса для ГМ, принимаемый равным 1,25.

При проверке прочности ГМ методом обратного расчета также используют зависимость (4.1) в следующем измененном виде:

,                                            (4.2)

где - максимальная погонная нагрузка, воспринимаемая ГМ (п.4.2.2).

В случае ограничения срока службы ГМ только периодом консолидации (срок службы в пределах 2 лет) значения коэффициентов , принимают равными 1,0.

Для определения необходимости армирования слабого основания и последующего определения расчетной величины прочности на растяжение ГМ следует

- определить степень устойчивости неармированной насыпи на слабом основании и коэффициент устойчивости (). Если фактическое значение (принимается =1,3), то выполняют расчет требуемой прочности ГМ в виде армирующей прослойки.

В качестве исходных расчетных данных принимают: геометрические параметры насыпи (высота; ширина поверху); нагрузку от транспорта =30 кН/пог.м; показатель крутизны откосов - ; плотность грунта насыпи - ; - угол внутреннего трения и удельное сцепление ; мощность слоев грунта слабого основания, их плотность (объемный вес).

Расчет выполняют путем разбивки предполагаемого отсека обрушения на отдельные блоки, для каждого из которых находят удерживающие и сдвигающие силы от собственного веса блока в сумме с нагрузкой (рис.4.6).

Рис.4.6. Схема к расчету насыпи на слабом основании с учетом прослойки из ГМ

Коэффициент устойчивости неармированной насыпи определяется как отношение удерживающих сил к сдвигающим силам по формуле

,                                             (4.3)

где - нормальная составляющая веса блока и ;

- нагрузка на поверхности насыпи от транспорта;