Инструкция по укреплению откосов
Укрепление земляных откосов также несет в себе защитную функцию, что предполагает их предохранение от размыва грунта атмосферными осадками, выдувания почвы с их поверхности. Если вовремя не принять меры по укреплению откосов, то неизбежно возникновение обвалов, оползней и прочих разрушительных процессов.
Геотекстиль при укреплении насыпей подкладывается под объемную георешетку. Он осуществляет разделительную функцию, задерживает наполнитель в ячейках. Помимо этого, геотекстиль имеет высокую водопропускную способность и выполняет функции обратного фильтра. При выполнении работ по фиксации склонов данный геосинтетик укладывается слоями на различной высоте. Таким образом, конструкция имеет повышенную прочность.
Способы укрепления откосов: технология
Выбор метода и устройства укрепления откосов зависит от некоторые факторов. Во-первых, это тип почвы. Во-вторых, вид сооружения, его размеры. В-третьих, климатические, топографические, гидрологические условия. Не менее важны заданные сроки строительства, имеющиеся финансовые средства.
Можно провести гидропосев трав, одерновку, посадки кустарников либо деревьев, устроить сплошные покрытия шлаком, установить монолитные железобетонные или асфальтобетонные плиты, а также волноотбойные стены и иногое другое. Но самым распространённым способом считается использование геосинтетических материалов.
Материалы для укрепления откосов
Для армирования песчаных, скалистых, крутых склонов мостов, автодорог и других конструкций принято использовать современные геоматериалы. Это геотекстиль – нетканое иглопробивное полотно, геосетка – плоская продукция из полимеров с ячеистой структурой. Также в работах применяются геоматы – трехмерный материал с хаотичной структурой и биоматы, представляющие собой биоразлагаемый, композиционный нетканый или нитепрошивной продукт из трех слоев.
Рассмотрим кратко некоторые методы армирования склонов.
Укрепления откосов земляного полотна геотекстилем
Геополотно наиболее часто применяется при укреплении откосов земляного полотна с наклонов до 60 градусов.
Технология укладки геотекстильного материала при усилении склонов состоит в следующем:
1. Перед началом работы по укреплению откосов необходимо выровнять поверхность, которая в дальнейшем будет укрепляться.
2. Далее решается проблема с обустройством площадки.
- Если она будет образована выше земли, то вначале нужно положить геотекстиль: перекрытие должно составлять 20 см. Затем создать опалубку по всей длине, засыпать сверху камнем или песком. После еще раз уложить геоматериал, засыпать его песком и, если требуется провести работы по укладки плитки.
- Если же площадка будет на одном уровне с поверхностью, то необходимо извлечь грунт так, чтобы образовалось углубление в 20-50 см. Далее укладывается геополотно, насыпается гравий и щебень. Затем снова застилается геосинтетик, сыпется песок. После чего можно уложить брусчатку или плитку с помощью цементного раствора.
3. Геотекстиль, уложенный нахлестами, обязательно крепиться скобами. Вдоль шва можно насыпать еще природных материалов.
Технология укрепление откосов геоматом
Для укрепления крутых откосов – около 70 градусов используется геомат.
При укладке этого геоматериала рекомендуется выполнять следующие условия:
- Выровнять, уплотнить поверхность почвы, где будут проводиться укрепительные работы.
- Вырыть небольшое углубление, глубиной около 30 сантиметров. Провести водоотвод.
- Выложить рулон материала и подогнать его по размеру, если это необходимо.
- Натянуть геосинтетик гладкой стороной вниз по поверхности земли ровно и плотно. Нахлест должен равняться 15 см в вдоль, 20 см – в поперек.
- Геомат крепится к траншее с помощью специальных крепежей — анкеров.
- Затем геоматериал засыпается грунтом, уплотняется.
Дополнительная информация:
Источник
Способы укрепления откосов
На дорогах, особенно у высоких насыпей или глубоких выемок, часто приходится наблюдать размыв откосов или дна кюветов после прохода весенних вод и дождей. Причем можно отметить, что размыв откосов, выемок и насыпей зависит в значительной степени (помимо уклона и длины откосов) также и от рода грунта, из которого построена насыпь или в котором заложена выемка, а для кюветов также и от продольного уклона.
В отношении устойчивости против размыва все грунты можно разделить на следующие три категории:
а) легко размываемые (мелкие супеси, лессовые и пылеватые грунты, пылеватые мелкозернистые пески);
б) средне размываемые (более связные пылеватые суглинки, супеси);
в) трудно размываемые (глинистые, тяжелые суглинки, гравелистые, скальные и пр.).
Каждый грунт, не подвергаясь размыву, может допустить движение по нему воды только до определенной предельной скорости, свыше которой грунт начинает размываться и оплывать.
В целях предохранения откосов земляного полотна и дна кюветов от размыва, оползания и выдувания надлежит производить укрепление их.
К мерам, применяемым против размыва откосов, относится:
— укрепление откосов засевом травы;
— одерновка сплошная, в клетку или в стенку;
— укрепление хворостом;
— укрепление фашинами;
— посадка кустарника или деревьев;
— укрепление плетневыми клетками;
— замощение.
Откосы выемок и насыпей, находящиеся вне водотоков и затопляемых резных пойм, подлежат укреплению в зависимости от характера грунтов, климатических условий и высоты откоса. При назначении типа укрепления учитывается наличие местных материалов. Откосы насыпей и выемок в пылеватых и мелкозернистых песках рекомендуется укреплять сплошной одерновкой, независимо от высоты насыпи. Откосы насыпей и выемок в супесчаных и пылеватых грунтах укрепляются: при насыпи высотою до 2 м засевом травы, при насыпи от 2 до 4 м и выемке. до 4 м одерновкой в клетку и засевом травы, свыше 4 м одерновкою сплошь.
Откосы насыпей и выемок при пылеватых суглинках и в глинистых грунтах укрепляются в насыпях высотою до 4 м засевом травы, а в насыпях высотою свыше 4 м одерновкою сплошь, в выемках высотою до 2 м для указанных грунтов укрепление не требуется. В выемках высотою свыше 2 м откосы укрепляются одерновкою в клетку и засевом травы.
Укрепление откосов насыпей на поймах рек в пределах затопления выполняется в зависимости от ширины разлива, высоты волны, скорости течения и наличия материалов на месте. Укрепление откосов насыпей в таких случаях выполняется по заранее разработанным проектам. В частности к таким укреплениям откосов относятся: двойная и одиночная, мостовая, укрепление плетневыми клетками и пр. К мерам, применяемым против размыва дна и откосов кюветов, относятся:
а) в слабых легкоразмываемых грунтах (мелкие супеси, лессовые и пылеватые грунты и пылеватые мелкозернистые пески) при значительных расходах воды и уклонах кювета от 1 до 3%, а при более связанных грунтах (пылеватые суглинки, супеси), при уклонах от 2 до 3% — укрепление откосов кюветов производится одерновкой, а дно засыпкой щебнем с утрамбовкой (щебневанием) или мощением камнем (на мху или соломе);
б) при уклоне от 3 до 5% при значительных расходах и размываемых грунтах укрепление дна и откосов кюветов производится мощением камнем (на мху или .соломе), причем откосы’ кюветов отмащиваются на высоту заполнения водой + 10 см. При уклонах более 5% устраиваются перепады.
В трудноразмываемых грунтах (глинистые, щебневатые и др.) укрепление кюветов производится только в том случае, когда эта необходимость под¬тверждается расчетом количества и скорости поступающей воды. Способ укрепления кювета должен быть указан в проекте.
Укрепление откосов выемок можно производить непосредственно вслед за окончанием устройства откосов, откосы же насыпей укрепляются после их осадки.
Способы укрепления откосов
1. Укрепление откосов засевом трав
Растительные грунты в отношении пригодности для произрастания трав разделяются на тяжелые, т. е. такие, на которых трава плохо принимается.
К ним относятся пески и глины; средние, к которым относятся суглинки и супеси и легкие — черноземные и другие грунты с большим содержанием примесей растительного или животного перегноя.
При грунтах легких и средних засев трав может быть произведен непосредственно по грунту, из которого отсыпан откос насыпи или в котором разработана выемка; при тяжелых грунтах следует сделать поверх откоса отсыпку легкого грунта. Песчаные откосы могут быть укреплены и без дополнительной отсыпки легкого грунта, но тогда следует применять для посева семена трав с длинными корнями: песчаный овес, песчаная рожь и т. п.
Дополнительная засыпка растительного грунта на откосах производится или между клетками, образо¬ванными одерновкой откосов в клетку (рис. 2) или сплошной присыпкой сверху откоса растительного грунта.
В первом случае никаких дополнительных укрепительных работ, не требуется, во втором случае (при сплошной присыпке грунта) необходимо, для лучшего сцепления этого грунта с основным грунтом насыпи, устройство по откосам неглубоких уступов (рис. 1).
Работы по устройству уступов следует производить сверху вниз. По присыпанной дополнительно на откос растительной земле производят, посев трав различных сортов в зависимости от климатических условий и районов производства работ, так например:
а) для районов лесной и лесостепной зоны рекомендуются костер безостый, мятлик луговой, тимофеевка, клевер, овсяница;
б) для степных районов — костер прямой, житняк, люцерна желтая, пырей американский, мятлик.
Посев трав может производиться в период с ран¬ней весны по 15 сентября, наиболее удобный эффективный период посевов считается с весны до 15 июня.
Посев трав в южных районах СССР следует производить только ранней весной; при необходимости более поздних посевов — поливка их обязательна.
Посев трав рекомендуется производить в тихую безветренную погоду.
По окончании посева семена следует закрывать землей при помощи грабель (снизу вверх) на глубину не более 2 см.
Если посев производится в сухую землю, то после посева следует засеянный откос уплотнить легкими трамбовками и в течение нескольких дней после посева засеянные участки поливать водой (перед заходом солнца).
В тех местах откоса, где засев травы не удался (появились плешины) необходимо весною следующего года произвести подсев такой же травою.
Для предупреждения порчи засеянных откосов от хождения скота и лошадей, засеянный откос следует ограждать.
2. Укрепление откосов одерновкой
Для прорастания травы требуется определенное время, поэтому в тех случаях, когда необходимо сделать немедленное укрепление откосов, и в случаях, перечисленных в I главе, укрепление устраивается при помощи одерновки.
Сплошная одерновка откосов (рис. 3) состоит в покрытии всей поверхности откоса дернинами, которые укладываются горизонтальными рядами с перевязкой швов.
Дернины прибиваются тем же способом, как и при укладке дерна в клетку.
При крутых откосах более 1:1, когда сплошная одерновка держится слабо или при необходимости дать более сильное укрепление откоса одерновкой, таковую производят способом укладки дерна в стенку (рис. 4), который состоит в том, что откосы насыпи или выемки обкладывают дерном; при этом дернины кладут одна на другую травой к траве и в этом случае прибивка дерна не производится. При укладке дерна в стенку должен быть соблюден заданный уклон откоса, что проверяется обычным шаблоном.
Одерновка производится или ранней весной или осенью, чтобы корни травы быстрее могли прорасти в грунт откосов.
Размеры дернин принимаются шириною 20, 25, 30 см, длиною 30, 40, 50, 60 см, толщина дернин берется от б до 9 см.
Дернины заготовляются или лопатами или специальным резаком (рис. 5).
Дерн заготовляется незадолго до начала работ, чтобы он не успел высохнуть. В случае необходимости сохранять дерн до его укладки некоторое время на воздухе его укладывают в штабели, травой к траве, причем верхний ряд дернин в штабеле укладывается вверх травой, чтобы не было высыхания. Резка дерна (рис. 6) производится двумя рабочими, из которых один упирает резак или лопату в землю, а другой тянет за веревку, проделывая вначале два параллельных (на ширину дернины) продольных прореза в земле; затем дерн снимается лопатой (подрезая его снизу).
Лучший дерн дают черноземные и глинистые грунты; песчаные и болотные грунты дают мало пригодный дерн.
Дернину прибивают к откосу деревянными спицами (рис. 7) по углам; длина спиц 25 — 35 см и сечение 2,5×2,5 см.
Источник
Укрепление земляного полотна
Откосы земляного полотна, а также дно и откосы кюветов и канав укрепляют для предохранения от размыва текущими поверхностными водами, а также во избежание повреждения откосов дождями и выдуванием грунтов ветром (особенно при мелкозернистых песках). Конструкцию укрепления выбирают в зависимости от рода грунта и сил воздействия природно-климатических факторов на земляное полотно с учетом технико-экономической эффективности различных укрепительных конструкций. При этом предпочтение отдают таким конструкциям укреплений, устройство которых возможно индустриальными способами.
Способ укрепления предусматривается проектом с учетом условий сооружения земляного полотна и возможного воздействия на него природных факторов в процессе эксплуатации дороги. При выборе типа укрепления исходят из необходимости надежного обеспечения устойчивости земляного полотна [12, 15].
Основным методом укрепления откосов насыпей, неподтопляемых водой, и откосов выемок является посев многолетних трав, обеспечивающий быстрое создание на откосе дернового покрова и надежное закрепление грунта корневой системой трав. Посев может быть осуществлен двумя способами: механизированным посевом трав по слою растительного грунта, уложенного на откосах; гидропосевом трав без предварительного создания растительного слоя на откосах.
При первом способе на откос укладывают растительный грунт слоем 10. 15 см, а затем производят посев трав. Смесь семян многолетних трав, например, тимофеевка луговая, костер безосный, люцерна, высевают агрегатом АДТС-2, который перемещается по откосам драглайном или тракторным краном. Этот агрегат одновременно вносит минеральные удобрения, рыхлит комья растительного грунта, прикатывает засеянную поверхность. Производительность агрегата от 4000 до 9000 м 2 в смену в зависимости от высоты насыпи и глубины выемки.
Второй способ (гидропосев) предпочтителен, так как при этом отпадает трудоемкий процесс по созданию растительного слоя грунта на откосах. При гидропосеве применяют смесь, состоящую из семян трав, минеральных удобрений, мульчирующего материала, пленкообразующего компонента и воды. Мульчирующий материал (измельченная солома, опилки) и пленкообразующий материал (битумная эмульсия или латекс) создают на откосе благоприятные условия для роста и развития трав и предохраняют откос от водной и ветровой эрозии.
Для гидропосева применяют специальные машины типа ДЭ-16, состоящие из цистерны с лопастной мешалкой, насоса, шлангов и гидромонитора для разбрызгивания смеси по откосу. Производительность гидросеялки в среднем составляет около 4000 м 2 в смену.
Гидропосев многолетних трав следует производить на предварительно увлажненную поверхность откосов.
Когда требуется ускорить получение укрепительного слоя, производят одерновку откосов, т.е. поверхность грунта покрывают готовым дерном, срезанным с применением машины дернореза-дерноукладчика (сменное оборудование к гидравлическому экскаватору). При одерновке в клетку на откос укладывают дерновые ленты в двух взаимно перпендикулярных направлениях с последующей засыпкой клеток между лентами растительным грунтом. При сплошной одерновке плашмя дернины укладывают горизонтальными рядами от подошвы насыпи к бровкам с размещением швов между дернинами в перевязку. Дерн на откосах закрепляют деревянными спицами.
Способ укрепления откосов одерновкой в настоящее время применяется крайне редко ввиду его большой трудоемкости.
В районах, где климатические и почвенные условия не позволяют укреплять неподтопляемые откосы посевом трав, их укрепляют укладкой слоя гравия или щебня толщиной 10. 15 см. В засушливых районах для защиты песчаных насыпей от развевания ветром на откосы укладывают слой связного грунта (глина с добавлением песка). В этом случае по низу откосов устраивают дренажные выпуски для выхода воды из тела насыпи.
Для укрепления песчаных грунтов применяют органические вяжущие материалы: битум, деготь, нефтяные остатки и отходы промышленности. Откосы обрабатывают путем розлива вяжущих или распределения по откосу предварительно приготовленной смеси из обработанного грунта.
Одно из перспективных направлений укрепительных работ — использование в откосах или на их поверхности прослоек из геотекстиля. Для укрепления откосов земляного полотна используют как сплошной геотекстиль, так и мелкоячеистый, при использовании которого предусматривается покрытие откоса растительным грунтом с последующим посевом трав.
Конструкции укрепления из геотекстиля могут быть защитными и несущими. Их использование предполагает широкую комбинацию с применением естественных материалов (засыпка грунтом, посев трав, каменная наброска и др.) и искусственных (сборные плиты, решетчатые конструкции и др.).
Применение геотекстиля для укрепления откосов основано на использовании их в качестве армирующего грунт поверхностного слоя (или более глубокой части откоса) элемента или фильтра. При этом в зависимости от вида, назначения и условий работы конструкции укрепления прослойки из геотекстиля выполняют роль покрытия (сплошного или мелкоячеистого), защищающего откос от водной или ветровой эрозии, армирующего элемента, повышающего устойчивость откосов, а также роль обратного фильтра и фильтра, предотвращающего вынос частиц грунтовыми водами.
Для защиты неподтапливаемых откосов от водной и ветровой эрозии геотекстиль расстилают по всей поверхности откоса в виде сплошного покрытия. Верхний край выводят на обочину и далее до укрепительной полосы. Нижний край закрепляют у подошвы насыпи.
В тех случаях, когда необходимо повысить устойчивость откосов или увеличить крутизну, геотекстиль располагают в пределах откосной части насыпи в виде многослойного армирующего элемента (рис. 5.2.1). Такую конструкцию целесообразно сочетать с поверхностной защитой от размыва путем вывода свободных концов полотна на откос с последующим засевом их поверхности гидропосевом или устройством засыпки. Глубина закладки полотен в тело насыпи определяется расчетом в зависимости от необходимой степени обеспечения устойчивости.
Рис. 5.2.1. Поперечные разрезы земляного полотна с откосами, укрепленными геотекстилем:
а — армирование откоса; б — то же, и защитной поверхности откоса:
1 — покрытие; 2 — обочина; 3 — геотекстиль
Укрепление откосов высоких насыпей с заложением откосов от 1:2 до 1:3 нередко осуществляют с использованием сборных железобетонных элементов решетчатой конструкции. Работы по укреплению откосов производят в следующей технологической последовательности: подготовка откосов — планировка и уплотнение; устройство бетонного упора у подошвы откоса; монтаж железобетонных элементов решетчатой конструкции; заполнение клеток растительным грунтом с посевом трав (клетки могут быть заполнены также щебнем или гравием).
Монтаж решетчатой конструкции укрепления из сборных элементов осуществляют снизу вверх. Подачу деталей производят краном; места стыковки омоноличивают; грунт, гравий или щебень для заполнения ячеек подают также краном.
Решетчатая конструкция с диагональным расположением элементов разработана СоюздорНИИ для защиты откосов от эрозийных деформаций (показана на рис. 5.2.2.)
Рис. 5.2.2. Решетчатая конструкция с диагональным расположением элементов:
а — поперечный разрез укрепления насыпи; б — вид сбоку:
1 — продольный элемент; 2 — диагональный элемент
Кроме сборных решетчатых конструкций, для укрепления неподтопляемых откосов применяют укладку гравия или щебня слоем 10. 15 см. После распределения и разравнивания этого материала на откосе производят его уплотнение с помощью площадочных вибраторов или катков, монтируемых на тросах к экскаватору-драглайну.
Укрепление скальных откосов в выемках и полувыемках, подверженных естественному разрушению, выполняют методом пневмонабрызга бетоношприцмашиной. При этом способе на поверхность откоса с помощью сжатого воздуха распределяют известково-гипсовую, цементо-песчаную или цементобетонную смесь. Пневмонабрызг позволяет укладывать смесь без опалубки и не требует последующего уплотнения смеси. Толщина наносимого слоя различна.
— облегченные толщиной 25 мм;
— средние — 40. 60 мм;
— усиленные до 100 мм (с металлической сеткой);
— мощные толщиной более 100 мм с металлической сеткой и закреплением анкерами.
Технология работ включает: подготовительные работы; нанесение смеси на откос; уход за покрытием.
Подготовительные работы состоят из приготовления смеси и подготовки самого откоса. Поверхность откоса планируют и удаляют отдельные крупные включения. Если конструкция укрепления предусматривает применение металлической сетки (арматуры), то ее навешивают на откос и закрепляют анкерами. Перед нанесением смеси на откос его предварительно увлажняют. Рабочую смесь наносят на откос снизу вверх. Основное оборудование для пневмонабрызга монтируют на автомобильном прицепе. Уход за укрепленным откосом осуществляют путем его увлажнения.
На подтопляемых участках при возможности интенсивного размыва (например, на подходах к мостам, на поймах рек, вблизи озер, морей и крупных водохранилищ и др.) на откосах создают прочную неразмываемую облицовку из готовых сборных элементов — бетонных и железобетонных плит, монолитного железобетона. Применение этих способов укрепления возможно при крутизне откоса не более 1:2.
Бетонные плиты размером в плане 100´100 см и толщиной 16. 20 см (рис. 5.2.3) рекомендуется укладывать на откосы при возможной скорости течения воды до 3 м/с и высоте волны не более 0,7 м. Плиты укладывают горизонтальными рядами снизу вверх по откосу с перевязкой швов. У подошвы откоса устраивают бетонный упор из сборных элементов сечением 40´50 см. Под плитами устраивают гравийную или щебеночную прослойку толщиной 10. 20 см.
Рис. 5.2.3. Укрепление откоса подтопляемой насыпи бетонными плитами:
1 — бетонные плиты; 2 — слой щебня или гравия толщиной 10. 20 см; 3 — бетонный упор; 4 — каменная наброска; 5 — укрепление гравием, щебнем или посевом трав
На участках трассы с меньшей вероятностью подтопления и малой скоростью течения воды для укрепления откосов применяют плиты меньших размеров в плане 40´40. 60´60 см, толщиной 8. 10 см.
Для укрепления откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей при высоте волны до 1,0. 1,5 м применяют сборные железобетонные плиты размером в плане 3,0´2,5 м и толщиной 15. 20 см, армированные стальными сетками. Плиты укладывают на обратный фильтр, состоящий из трех слоев: песка (10 см); мелкого щебня или гравия (10 см) и крупного гравия или щебня (15 см). У подошвы откоса устраивают упорную призму из камня. Плиты соединяют стальными хомутами, надеваемыми по одному на каждую сторону плиты, на крюки, загибаемые на выпусках арматуры или путем сварки этих выпусков.
При большей высоте волны (до 3 м) откосы укрепляют сборными железобетонными плитами, омоноличенными по контуру с помощью железобетонных подкладок и стальных закладных деталей, или монолитными железобетонными плитами размерами в плане 5,0´5,0 до 10,0´10,0 м и толщиной от 15 до 30 см.
Монолитные плиты укладывают на подготовку из гравия или щебня толщиной 15 см. У подошвы откоса устраивают каменный или бетонный упор. Плиты армируют сетками. Бетонирование ведут сверху вниз горизонтальными рядами. Бетонную смесь к месту укладки подают автомобильным краном в бадьях с разгрузочными затворами. Для уплотнения бетона применяют виброрейки, площадочные и глубинные вибраторы.
В районах, где имеются местные дешевые каменные материалы, подтопляемые откосы от размыва можно защищать каменной наброской. Этот способ укрепления откосов широко распространен благодаря его простоте и возможности полной механизации работ по добыче камня в карьерах, его транспортированию и укладке в дело. Каменную наброску укладывают на подготовку, устраиваемую из местных песчано-гравийных материалов.
Размер камня, толщина наброски и подготовки под нее предусматриваются проектом в зависимости от скорости течения воды и высоты воды.
Способ укрепления подтопляемых откосов мощением камнем имеет в настоящее время ограниченное распространение из-за его трудоемкости. Этот способ применяют главным образом при выполнении ремонтных работ небольшого объема. Камни (обычно размером 15. 20 см) кладут снизу вверх по откосу горизонтальными рядами на слой мха, соломы или песка толщиной 5. 10 см. У подошвы откоса устраивают упорную берму шириной не менее 1,0 м из более крупного камня. Мощение должно быть настолько плотным, чтобы отдельные камни нельзя было вытащить рукой.
Как видно из вышеизложенного, конструкции укрепления подтопляемых откосов весьма разнообразны. В современных условиях применяют преимущественно такие, детали которых можно изготовить индустриальным методом и укладывать с применением машин.
Основными условиями, определяющими конструкцию укрепления подтопляемых насыпей, являются скорости течения воды, а также сила и направление волнения воды при ветре (табл. 5.2.1).
Конструкции укрепления откосов выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом природно-климатических факторов, наличия местных материалов и других условий.
Допустимые средние (неразмывающие) скорости воды при различных укреплениях грунта, м/с
Источник
