1462

растяжек. Пример использования свайного фундамента показан на рисунке.

Рис. Свайный фундамент водопропускной трубы

При слабых грунтах основания целесообразно применять в крайних секциях и открылках оголовков фундаменты с наклонными сваями. Вопрос о возможности применения двуконусных свай решается на основе анализа данных изысканий, проектируемой длины свай, исходя из несущей способности свай по грунту, сведений об имеющихся сваепогружающих механизмах и т.д. Применение фундаментов в виде кустов из двуконусных свай рекомендуется при строительстве малых искусственных сооружений, путепроводов, эстакад, тоннелей и других сооружений [4]. Двуконусные сваи рекомендуется применять при погружении в напластовании глинистых грунтов текучепластичной, мягкопластичной, тугопластичной консистенции. При этом возможно прорезание прослойки следующих видов грунтов:

–суглинки и глины полутвердой и твердой консистенции – 1 м;

–суглинки и глины тугопластичной консистенции – 3 м.

382

смерзания, зависящий от природно-климатических условий; b и d – расчетные коэффициенты, зависящие от геометрических характеристик двуконусной сваи; β – коэффициент периодичности, м–1; K0 и K1 – по-

правочные коэффициенты; υ – коэффициент общей относительной поперечной деформации грунта.

При расчете морозного пучения группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние.

Особенности поведения свайного куста при морозном пучении обусловлены взаимодействием полей напряжений, возникающих вокруг одиночных свай при их подъеме от морозного пучения грунта. Полная сила, действующая на сваю куста, может быть представлена в виде суммы двух слагаемых4: Fzполн = Fz0 + Fzдоп, где Fz0 – сила мороз-

ного пучения, действующая на обособленную одиночную сваю (не входящую в состав куста); Fzдоп – сила, определяемая суммой полей на-

пряжений, возникающих в грунте при подъеме свай куста, которые при этом рассматриваются как обособленные.

Несущую способность двуконусных свай с использованием табличных значений расчетных сопротивлений по острию и боковой поверхности определяют согласно п. 4.4 СНиП 2.02.03–85 без учета верхнего конуса5:

где γc – коэффициент условий работы свай в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа; A – площадь опирания сваи на грунт, м2; hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; ui – наружный периметр i-го попе-

4Рекомендации по применению двуконусных свай на пучинистых грунтах транспортных сооружений. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2013.

5Там же.

384

речного сечения сваи, м; fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа; u0i – сумма размеров

сторон i-го поперечного сечения сваи, которое имеет наклон к оси сваи, м; ip – наклон боковых граней сваи в долях единицы; Ei – модуль де-

формации i-го слоя грунта, окружающего боковую поверхность сваи, МПа; Ki – коэффициент, зависящий от вида грунта; ξR – реологиче-

ский коэффициент.

При погружении сваи в водонасыщенные глинистые грунты возникает дополнительное давление в поровой воде, происходит нарушение структурных связей скелета грунта. После погружения сваи силы трения по боковой поверхности практически равны нулю. С течением времени наблюдается релаксация напряжений, поровое давление затухает, а давление в скелете грунта возрастает до стабилизированных значений. Одновременно происходит тиксотропное упрочнение грунта, вызванное развитием в грунте новых структурных связей вследствие увеличения их количества в единице объема при уплотнении грунта сваями и из-за упрочнения грунта под действием возникающих напряжений. Тиксотропное упрочнение и консолидация грунтов неразрывно связаны между собой. Сваи, погруженные в водонасыщенные грунты, достигают полной несущей способности после окончания этих процессов.

Исследованиями установлено, что при работе двуконусных свай в водонасыщенных глинистых грунтах их несущая способность со временем увеличивается более чем в 1,9 раза по сравнению с первоначальной. Несущая способность свай с учетом фактора времени определяется по формуле6 Ft = F0 (1+Uэ ), где F0 – несущая способность свай

фундамента, определенная по результатам статического зондирования; Uэ – степень консолидации.

6Рекомендации по применению двуконусных свай на пучинистых грунтах транспортных сооружений. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2013.

7Там же.

385

грузка на свайный фундамент за вычетом силы, уравновешиваемой вертикальной составляющей F, сил бокового отпора грунта; Е1 – модуль деформации грунта активной зоны с учетом уплотнения грунта под сваями в результате их погружения, МПа; δ0 – безразмерный компонент перемещения.

Анализ конструктивных различных приемов показал, что одним из более целесообразных решений для строительства сборных или монолитных труб на глинистых пучинистых грунтах является использование свайных фундаментов.

Список литературы

1.Яковлев Ю.М., Горячев М.Г. Строительство водопропускных труб на автомобильных дорогах. – М., 2011.

2.Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. – Подольск: АТП, 2010. – Ч. 1.

3.Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. – М.: Ака-

демия, 2010. – Т. 1.

4.Энциклопедия современной техники. – М.: Советская энцикло-

педия, 1964.

Об авторах

Желтышева Анастасия Сергеевна (Пермь, Россия) – студентка,

Пермский национальный исследовательский политехнический универ-

ситет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; е-mail: anastasya. zheltisheva@yandex.ru).

Юшков Борис Семенович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, профессор, завкафедрой «Автомобильные дороги и мосты», действительный член Российской академии транспорта, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 19а; е-mail: adf@pstu.ru).

386

УДК 625.8 : 625.82

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОЩЕНИЯ НА ГОРОДСКИХ ПРОСТРАНСТВАХ, ПОРТОВЫХ И ГРУЗОВЫХ ТЕРМИНАЛАХ

А.А. Карпов, П.А. Петухов

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Россия

Производится обзор основных достоинств мощения территорий в сравнении с обычными асфальтобетонными покрытиями. Дается обзор основных недостатков, из-за которых замедляется интенсивность внедрения мощения в городских пространствах, портовых и грузовых терминалах. Выявляются основные задачи, решение которых будет способствовать более рациональному и эффективному применению искусственных и естественных камней мощения в строительстве.

Ключевые слова: городские территории, пешеходные пространства, конструкции дорожных одежд, мощение, искусственные камни, естественные камни, портовые территории, грузовые терминалы, швы.

Мощение – это процесс устройства пешеходных дорожек, тротуаров, мостовых, площадей, портов (рис. 1) и грузовых терминалов посредством укладки материалов для мощения на подготовленное основание. Материалами для мощения служат: щебень, гравий, галька, кирпичная или гранитная крошка и другие сыпучие материалы, но

Рис. 1. Мощение территории многофункционального морского перегрузочного комплекса (ММПК) в Бронке, Ленинградская обл.

387

в настоящее время чаще – естественные и искусственные камни (бетонные элементы).

Покрытие из искусственных и естественных камней непосредственно воспринимает сдвигающие, ударные и истирающие нагрузки (воздействия от пешеходного и транспортного движения) и передает их на подстилающий слой. В таком случае конструкция дорожной одежды представляет собой покрытие, несущий и (при необходимости) дополнительный слои основания, а также грунт земляного полотна.

Поскольку сейчас происходит интенсивное развитие применения при строительных работах мощения в городской среде, следует рассмотреть подробнее основные достоинства и недостатки дорожных конструкций подобного типа.

Если сравнивать камни мощения с асфальтобетонным покрытием, то первые обладают рядом преимуществ по ремонтопригодности, декоративным свойствам и экологичности. Во-первых, они могут быть многократно использованы – покрытие может быть легко разобрано и восстановлено обратно при прокладке и обслуживании подземных коммуникаций, с которыми в настоящее время так часто возникает много проблем. Так, в статье [1] отмечается, что за 2012 г. в г. Санкт-Петербурге было произведено 3488 вскрытий покрытия на площади 53 млн м2, что является, на наш взгляд, значительной величиной. После проведения ремонтных работ на инженерных сетях необходимо быстро (в течение 5 дней) восстановить разрушения, что в случае с асфальтобетонными покрытиями представляется сложной задачей, так как в итоге теряется однородность всей конструкции дорожной одежды и, таким образом, снижается срок ее службы. Во-вторых, при ремонте замощенных территорий не требуются специальные громоздкие строительные машины. В-третьих, естественные и искусственные камни помогают достичь гармонии в архитектурной композиции городской среды и тем самым встраивать инженерные сооружения, создаваемые с их помощью,

вприродную среду.

Инаконец, использование камней мощения решает некоторые дизайнерские задачи в связке с повышением экологической чистоты городской среды, так как известно, что естественные камни и цементобетон не выделяют в атмосферу вредных и загрязняющих веществ в отличие от асфальтобетона [2].

После анализа некоторого количества нормативных документов рассматривается первая проблема интенсификации развития мощения

388

городских и других подобных территорий, заключающаяся в том, что отсутствуют нормативно-технические стандарты, четко и подробно регламентирующие все вопросы, связанные с процессом мощения: все современные типы камней, их рациональные формы (рис. 2) и размеры, способы строительства и ремонта, методы эффективной эксплуатации и т.д.

Рис. 2. Рациональные формы камней мощения в виде правильных шестиугольников

Вторая, не менее важная проблема – отсутствие должной эксплуатации искусственных камней мощения. Об этом говорит Ю.Б. Костиков в своей работе [3]. Дорожные покрытия из искусственных камней мощения нуждаются в тщательном уходе и содержании. В течение всего времени эксплуатации покрытия необходимо следить за состоянием и заполнением швов. Они должны быть заполнены на всю высоту специальным материалом (по проекту). Для уборочных работ на дорожных покрытиях из искусственных камней мощения должны применяться специальные малогабаритные машины, оборудованные пылесосами и моющими щетками. В зимний период при уборке покрытия нельзя применять средства, содержащие чистую техническую соль, которая негативно влияет на эстетические (шелушение поверхности) и потребительские (снижение ровности) показатели камней. Также для исключения разрушения лицевой поверхности – его декоративного слоя камня – не рекомендуется применять для уборки инструменты с металлическими рабочими поверхностями.

389