Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методы строительства армогрунтовых конструкций..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
2.03 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

В.Г. Офрихтер, А.Б. Пономарев, В.И. Клевеко, К.В. Решетникова

МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА АРМОГРУНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

Издательство Пермского государственного технического университета

2010

УДК 624.137+624.15.011.78-419.8:678

ББК 38.623 М54

Рецензенты канд. техн. наук, проф. А.Н. Юзефович

(Пермский государственный технический университет), канд. техн. наук, доц. С.С. Ковалев

(ООО «Инженер»)

М54 Методы строительства армогрунтовых конструкций:

учеб.-метод. пособие / В.Г. Офрихтер, А.Б. Пономарев, В.И. Клевеко, К.В. Решетникова. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 145 с.

ISBN 978-5-398-00366-6

Рассматриваются вопросы применения различных искусственных материалов при устройстве грунтовых оснований, откосов насыпей, выемок и дамб. Основная идея применения таких материалов – это улучшение свойств грунтового основания с целью увеличения его несущей способности и снижения деформативности. В качестве армирующих материалов могут использоваться тканые и нетканые синтетические материалы, геопластики, стальные и алюминиевые полосы, металлические и синтетические сетки

идругие материалы. В книге приводится общепринятая классификация таких материалов, области их применения и рассматриваются практические примеры по применению искусственных материалов в геотехнике.

Предназначено для студентов строительных вузов, аспирантов

ибудет интересна инженерам-проектировщикам и строителям.

 

УДК 624.137+624.15.011.78-419.8:678

 

ББК 38.623

ISBN 978-5-398-00366-6

© ГОУ ВПО

 

«Пермский государственный

 

технический университет»,2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.....................................................................................

8

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ...............................................................

10

2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ...................................................................

11

3. ПРОЕКТНЫЕ НАГРУЗКИ (ВОЗДЕЙСТВИЯ)................................

11

4. ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.............................................................

12

4.1. Геосинтетические материалы.....................................................

12

4.1.1. Типы геосинтетических материалов...........................................

12

4.1.1.1. Геотекстиль (GT) .......................................................................

13

4.1.1.2. Георешетки (GG) .......................................................................

14

4.1.1.3. Биотекстили и биоматы (BT)....................................................

15

4.1.1.4. Геоматы (GA).............................................................................

16

4.1.1.5. Геоячейки (GL) ..........................................................................

17

4.1.1.6. Геосетки (GN) ............................................................................

17

4.1.1.7. Геосинтетические материалы для дренажа (GCD).................

18

4.1.1.8. Глиногеосинтетические полотна (GCL)..................................

18

4.1.1.9. Синтетическая геомембрана (GMS).........................................

19

4.1.1.10. Битумная геомембрана (GMB) ...............................................

20

4.1.2. Свойства геосинтетических материалов и требования,

 

предъявляемые к ним.............................................................................

20

4.1.3. Испытания материалов.................................................................

22

4.1.3.1. Идентификация продукции.......................................................

22

4.1.3.2. Масса на единицу площади ......................................................

23

4.1.3.3. Прочность на разрыв и удлинение...........................................

23

4.1.3.4. Усталостная прочность, ползучесть.........................................

23

4.1.3.5. Характеристика трения .............................................................

25

4.1.3.6. Стойкость к механическим повреждениям при укладке

 

(надежность)............................................................................................

26

4.1.3.7. Химическая стойкость...............................................................

26

4.1.3.8. Микробиологическая стойкость...............................................

26

4.1.3.9. Атмосферостойкость (стойкость к ультрафиолетовым

 

лучам) ......................................................................................................

27

4.2. Наружная облицовка ....................................................................

27

4.2.1. Массивная наружная облицовка..................................................

27

4.2.2. Наружная облицовка из геосинтетических материалов............

27

4.3. Грунт................................................................................................

28

4.3.1. Определение свойств грунта........................................................

28

4.3.2. Насыпной грунт............................................................................

28

3

 

4.3.2.1. Физико-механические требования к насыпному грунту........

28

4.3.2.2. Требования к химическим свойствам насыпного грунта.......

29

4.3.3. Грунты для засыпки и обратной засыпки...................................

29

5. РАСЧЕТЫ ...........................................................................................

31

5.1. Общие принципы...........................................................................

31

5.1.1. Доказательства внешней устойчивости (GZ IC)........................

33

5.1.2. Доказательства внутренней устойчивости (GZ 1B)...................

34

5.1.3. Расчетная прочность геосинтетика и коэффициенты................

36

5.1.3.1. Расчетная прочность..................................................................

36

5.1.3.2. Коэффициенты...........................................................................

37

5.2. Дамбы на грунтах, обладающих малой

 

несущей способностью.........................................................................

39

5.2.1. Проверка против скольжения......................................................

40

5.2.2. Проверка по разрушению грунта насыпи...................................

41

5.2.3. Проверка на разрушение откоса..................................................

42

5.2.4. Проверка условия разрушения арматуры...................................

44

5.2.5. Проверка на выдергивание арматуры.........................................

44

5.2.6. Конструктивные указания............................................................

45

5.3. Основание под железнодорожные насыпи................................

45

5.3.1. Общие сведения............................................................................

45

5.3.2. Термины.........................................................................................

46

5.3.3. Состояние вопроса........................................................................

47

5.3.4. Модуль деформации.....................................................................

48

5.3.4.1. Модули деформации грунта основания...................................

48

5.3.4.2. Необходимые модули деформации выровненной площади....

50

5.3.5. Армирование геосинтетическими материалами........................

50

5.3.6. Определение необходимой толщины основания.......................

51

5.3.6.1. Расчеты на морозоустойчивость (для железных дорог ФРГ)......

51

5.3.6.2. Расчет по несущей способности...............................................

51

5.3.7. Конструктивные указания............................................................

52

5.4. Улучшение свойств оснований в дорожном строительстве..

53

5.4.1. Общие сведения............................................................................

53

5.4.2. Улучшение грунта основания дорог с жестким покрытием.....

54

5.4.3. Дороги с нежестким (усовершенствованным) покрытием .......

56

5.4.3.1. Общие сведения.........................................................................

56

5.4.3.2. Принцип работы геосинтетической арматуры........................

56

5.4.3.3. Упрощенная модель учета действия арматуры в грунте........

57

5.4.3.4. Расчет по механическим свойствам геосинтетика..................

58

5.4.3.5. Расчеты геосинтетиков по фильтрационным требованиям

 

(способность удерживания грунта).......................................................

62

5.4.4. Указания по установке и укладке................................................

62

4

 

5.4.4.1. Геосинтетические материалы...................................................

62

5.4.4.2. Грунт засыпки............................................................................

63

5.5. Устройство армированных фундаментных подушек.............

63

5.5.1. Общее понятие..............................................................................

63

5.5.2. Основные принципы.....................................................................

63

5.5.3. Строительные материалы.............................................................

64

5.5.3.1. Насыпной грунт.........................................................................

64

5.5.3.2. Арматура.....................................................................................

64

5.5.4. Расчеты..........................................................................................

64

5.5.4.1. Внешняя устойчивость..............................................................

65

5.5.4.2. Внутренняя устойчивость.........................................................

65

5.5.5. Указания по проектированию и конструированию...................

71

5.5.5.1. Принцип конструирования .......................................................

71

5.5.5.2. Расположение арматуры ...........................................................

71

5.5.5.3. Длина арматуры.........................................................................

72

5.5.5.4. Габаритные размеры фундаментной подушки........................

72

5.5.5.5. Устройство фундаментной подушки .......................................

73

5.6. Откосы.............................................................................................

73

5.6.1. Понятия..........................................................................................

73

5.6.2. Доказательство устойчивости......................................................

74

5.6.2.1. Исходные данные.......................................................................

74

5.6.2.2. Противостоящие (сопротивляющиеся) величины..................

74

5.6.2.3. Линии скольжения и механизмы разрушения.........................

76

5.6.2.4. Методы расчетов........................................................................

77

5.6.3. Эксплуатационная пригодность..................................................

77

5.6.4. Расчет стыкового соединения с наружной облицовкой............

77

5.6.5. Проектные и конструктивные указания .....................................

77

5.6.5.1. Установка геосинтетика............................................................

77

5.6.5.2. Перекрытие внахлест.................................................................

78

5.6.5.3. Монтаж наружной облицовки и насыпного грунта................

79

5.6.5.4. Дальнейшие конструктивные указания...................................

82

5.7. Подпорные конструкции..............................................................

82

5.7.1. Понятия..........................................................................................

83

5.7.2. Проектирование армированной подпорной конструкции.........

84

5.7.2.1. Геометрические рекомендации по проектированию..............

84

5.7.2.2. Проектирование при учете зоны равновесия в грунте ...........

84

5.7.2.3. Расчет устойчивости вдоль возможных линий скольжения..

86

5.7.3. Эксплуатационная пригодность..................................................

87

5.7.4. Доказательство соединения с наружной облицовкой................

87

5.7.4.1. Растягивающие усилия в наружной облицовке......................

87

5.7.4.2. Наружная облицовка из готовых элементов ...........................

88

5

 

5.7.4.3. Наружная облицовка из обернутых армирующих слоев........

88

5.7.5. Указания по проектированию и строительству.........................

88

5.7.5.1. Основание...................................................................................

88

5.7.5.2. Дальнейшие конструктивные указания...................................

89

5.8. Сооружения для депонирования отходов..................................

90

5.8.1. Общие положения.........................................................................

90

5.8.2. Изолирующие системы ................................................................

91

5.8.3. Доказательства..............................................................................

93

5.8.3.1. Доказательства против скольжения.........................................

93

5.8.3.2. Устойчивость арматуры к разрушению...................................

98

5.8.3.3. Анкерное крепление..................................................................

98

5.8.4. Восприятие распорных усилий....................................................

 

100

 

5.8.5. Проектные и конструктивные указания .....................................

101

5.8.5.1. Тело отходов ..............................................................................

101

5.8.5.2. Одиночные сооружения............................................................

102

5.8.5.3. Выбор арматуры ........................................................................

102

5.8.5.4. Расположение арматуры в анкерной траншее.........................

102

5.8.5.5. Прочие конструктивные указания............................................

102

6. ИСПЫТАНИЯ И КОНТРОЛЬ...........................................................

104

6.1. Общие сведения об испытаниях .................................................

104

6.2. Материалы......................................................................................

104

6.2.1. Строительный грунт и основание ...............................................

104

6.2.2. Описание изделий.........................................................................

104

6.3. Обеспечение качества...................................................................

104

6.3.1. Самоконтроль, внутренние испытания и контрольные

 

испытания................................................................................................

104

6.3.2. Внешний контроль........................................................................

105

6.4. Расчеты и доказательства............................................................

105

6.4.1. Внешняя устойчивость.................................................................

105

6.4.2. Внутренняя устойчивость............................................................

105

6.4.3. Дополнительные доказательства.................................................

106

6.5. Контроль после завершения работ.................................................

106

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ НОРМАТИВНОЙЛИТЕРАТУРЫ....

107

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ...................................................

110

Приложение 1 ........................................................................................

114

Примеры расчета..................................................................................

114

А5 Армированный склон [38].............................................................

114

А 5.1. Пример армированного склона...................................................

114

6

 

А 5.1.1. Геометрические и физико-механические характеристики....

112

А 5.1.2. Внешняя устойчивость.............................................................

115

А 5.1.2.1. Запас прочности откоса и территории .................................

113

А 5.1.3. Внутренняя устойчивость ........................................................

117

А 5.1.4. Доказательство эксплуатационной пригодности GZ 2..........

124

Приложение 2 ........................................................................................

125

Коэффициенты частичной безопасности для воздействий

 

и результатов воздействий.....................................................................

125

Приложение 3 ........................................................................................

128

Коэффициенты частичной безопасности для сопротивлений............

128

Приложение 4 ........................................................................................

129

Перечень символов.................................................................................

129

Приложение 5 ........................................................................................

142

Перечень примененных символов и обозначений...............................

142

7