Рекомендации по применению текстильно-песчаных свай при строительстве автомобильных дорог на слабых грунтах основания федеральное дорожное агентство

Пример расчёта повышения несущей способности слабого основания и устойчивости откосов дорожной насыпи устройством текстильно-песчаных свай Для обеспечения несущей способности слабого основания и устойчивости откосов насыпи принято армирование основания текстильно-песчаными сваями (рисунок Б.1) со следующими параметрами: диаметр свай - 0,8м (с заполнением песком средней крупности); расстоянием между осями свай 2м; оболочка свай – геополотно тканое 100/200 (прочность при растяжении поперечном направлении 220 кН/м; относительное удлинение при максимальной нагрузке в поперечном направлении 10%). dсв – диаметр свай; L – расстояние между осями свай Р и с у н о к Б.1- Параметры армирования основания текстильно-песчаными сваями Последовательность расчета стадии комплексной технологии. А) Первая стадия комплексной технологии. Устройство рабочей платформы Применение интенсивной технологии на первой стадии состоит в уплотнении активной зоны слабого основания и обеспечении несущей способности слабых грунтов для работы вибропогружателя Liebherr LRB255 (ширина вибропогружателя – 3,49 м; длина – 5,89 м; ширина гусеницы – 0,9 м) с максимальной нагрузкой (c учетом навесного оборудования) 69,4 кПа. Через защитный слой из песка толщиной 0,5м на поверхность слабого грунта нагрузка от вибропогружателя Liebherr LRB255 составляет 53,4 кПа. Под этой нагрузкой Кб, рассчитанный по формуле (7.1), составляет 0,78 (при величине безопасной нагрузке, определенной в приложении А, в размере 41,67 кПа). Следовательно, нагрузка от вибропогружателя является не допустимой. Для повышения несущей способности на первой стадии производится уплотнение грунтов через защитный слой. Виброкаток следует подбирать по допустимой нагрузке на слабое основание по условию (7.5) п.7.3 настоящего ОДМ. Допустимой нагрузке должно соответствовать давление выбираемого виброкатка на поверхность слабого основания Рк через защитный слой, которое зависит от веса, центробежной силы, ширины следа и длины вибровальца [8]. В данном примере выбор параметров катков фирм НАММ, BOMAG, Dynapac показал возможность применения катка Dynapac CA252D с максимальной рабочей массой 13,6 т, амплитудой 1,7/0,8 мм, центробежной силой 246/119 кН. Его давление на слабое основание через защитный слой толщиной 0,5м при работе катка на низкой амплитуде составляет 35,7 кПа, при высокой амплитуде – 74,62 кПа. Увеличение несущей способности грунта происходит в процессе уплотнения, изменения влажности и плотности. Уплотнение слабого основания грунтовым катком Dynapac CA 2500D следует продолжать до достижения прочностных характеристик грунтов (определяются полевой лабораторией по методике ГОСТ 20276), соответствующих величине безопасной нагрузки, превышающей нагрузку от вибропогружателя Liebherr LRB255 на слабое основание (больше 53,4 кПа). Б) Вторая стадия комплексной технологии - устройство свай методом вибропогружения 1. Повышение несущей способности межсвайного пространства от устройства текстильно-песчаных свай При использовании метода вибропогружения повышение несущей способности слабого основания происходит при погружении трубы-лидера с вытеснением и уплотнением грунта. Относительная площадь армирующих элементовопределяется по формуле (7.7) и составляет 16% для диаметра свай 0,8м и расстояния между осями свай 2м. Новое значение плотности после устройства текстильно-песчаных свай с 16% армированием слабого основания составляет: За счет увеличение плотности модуль деформации Е возрастет в соответствии с Рекомендациям [8] до значения 3732кПа. 2. Повышение несущей способности межсвайного пространства под эксплуатационной нагрузкой Необходимо учитывать, что уплотнение межсвайного пространства происходит и под эксплуатационной нагрузкой, за счет деформации текстильно-песчаных свай ∆rго после возведения насыпи. Для расчета величины ∆rго в соответствии с п.7.4.1.2 настоящего ОДМ необходимо определить распределение напряжений между сваями и межсвайным пространством от эксплуатационной нагрузки. В соответствии п.7 настоящего ОДМ распределение напряжений между сваями и межсвайным пространством от эксплуатационной нагрузки, а также определение горизонтальных напряжений в свае следует устанавливать по результатам испытаний свайного поля или ориентировочно по методике Пособия [6] в зависимости от сближения свай, коэффициента бокового давления материала свай и коэффициента бокового расширения грунта основания. По таблице 6Е Пособия [6] и п.7.3 настоящего ОДМ распределение напряжений, действующих на сваи и межсвайное пространство, составляет соответственно 62 % и 38 %, горизонтальные напряжения в свае составляют 41% от общей нагрузки на поверхность основания. Тогда, для данного примера при расстоянии между осями свай 2 м и диаметре 0,8 м размер горизонтальных напряжений в свае Рx составляют 30,3 кПа, а величина напряжений, действующих на межсвайное пространство составляет 44,9 кПа. Деформация текстильно-песчаных свай ∆rго определяется по формуле (7.12) и составляет: Деформация текстильно-песчаных свай позволила увеличить плотность межсвайного пространства до 2,09 г/см3. Изменение прочностных характеристик после уплотнения межсвайного пространства в ходе устройства свай определяются полевой лабораторией по методике ГОСТ 19912. Прогнозные данные характеристик грунтов могут быть определены по методике, изложенной в [17], в частности сцепление «С» определяется по зависимости изменения плотности и составляет 21 кПа, угол внутреннего трения определяется по зависимости изменения влажности и составляет 22,3 град, модуль деформации Е возрастет за счет уплотнения по Рекомендациям [8] до значения 3810кПа. В) Проверка несущей способности грунтов межсвайного пространства после 2-й стадии КТ должна быть выполнена применительно к новым, улучшенным на 1-й и 2-й стадиях значениям прочностных характеристик грунтов Безопасная нагрузка на межсвайное пространство и Кб при устройстве свай должны быть уточнены по формуле (7.1) с учетом улучшения прочностных характеристик (сцепления и угла внутреннего трения) от применения первой и второй стадии комплексной технологии. В примере безопасная нагрузка на слабые грунты межсвайного пространства после устройстве текстильно-песчаных свай методом вибропогружения, определенная по формуле (А.1), составляет Рб = 21 / 0,24 = 87,5 кПа; коэффициент безопасности, рассчитанный по формуле (7.1) для ранее определенных напряжений на межсвайное пространство 44,9 кПа, составляет 1,94. Коэффициент безопасности межсвайного пространства под эксплуатационной нагрузкой больше допустимого значения 1, следовательно, основание обладает достаточной стабильностью. Проверим основание по второму предельному состоянию – определим конечную осадку межсвайного пространства по формуле (7.18): , где Егр - модуль деформации слабого грунта после устройства свай, кПа; Pz,1 - напряжения, действующие в середине слабой толщи межсвайного пространства и определяемые по формуле А.2 в зависимости от нагрузки на поверхности, равной 44,9кПа. Величина Sм/c превышает допустимую по СП 34.13330 (п.7.3.2) интенсивность осадки, межсвайного пространства, равную 5см/год. Для уменьшения осадки необходима разгрузка межсвайного пространства за счет устройства гибкого ростверка. Г) Расчет 3-й стадии комплексной технологии (устройство гибкого ростверка) Геополотно для гибкого ростверка следует выбирать по [5] и в соответствии с п.7 настоящего ОДМ в зависимости от осадки 0,041м, требуемой прочности на растяжение в продольном направлении и относительного удлинения по условию п.7.4.1.5. настоящего ОДМ: В примере по этим требованиям выбран геополотно тканое из полиэфирных нитей поверхностной плотностью 605 г/м2 с относительным удлинением =0,1 (достаточно с учетом прогноза снижения осадки при устройстве ростверка) и прочностью при растяжении в продольном направлении Gтр=400 кН/м (таблица Д.4 приложения Д). Устройство гибкого ростверка приводит к изменению соотношения напряжений, действующих на сваю и межсвайное пространство. После 2-й стадии указанное соотношение составляло 62 % нагрузки на сваю, 38 % (44,9кПа) на межсвайное пространство. Развивающиеся в геотекстиле усилия составят Ro = 0,097 ∙ 400 = 38,8 кН/м. Эти напряжения геотекстиль будет передавать на 4 сваи диаметром 0,8м. После устройства гибкого ростверка на каждую сваю будет действовать дополнительная нагрузка, передаваемая гибкого ростверка в размере 38,8 / 4 ∙ 0,8 = 12,1 кПа. Следовательно, напряжения на межсвайное пространство уменьшится и составит 44,9 – 12,1 = 32,8 кПа. Распределение нагрузки между сваями и слабым грунтом составит 73 % на сваи и 27 % на межсвайное пространство. Проверим осадку межсвайного пространства на соответствие требованиям по формуле (7.18): , где Pz,2=24,2 (кПа) - напряжения, действующие в середине слабой толщи межсвайного пространства (при напряжении на поверхности 32,8кПа после устройства гибкого ростверка). Осадка межсвайного пространства отвечает допустимой величине. В соответствии с требованиями п.7.5.3 настоящего ОДМ необходимо проверить конечную осадку свайного поля под эксплуатационной нагрузкой, которая составляет: , где Pz,1=68,7 (кПа) - напряжения, действующие в середине армированного сваями основания (при напряжении на поверхность свайного поля 73,8кПа); Еm=8320 (кПа) - модуль деформации армированного сваями основания, определяемый по формуле (7.19). Общая осадка свайного поля под эксплуатационной нагрузкой соответствует допустимой величине. По результатам применения трех стадий комплексной технологии установлено, что устройства текстильно-песчаных обеспечивает нормативные требования по несущей способности и допустимой осадке слабых грунтов. Окончательным этапом является проверка устойчивости дорожной насыпи. Д) Оценка устойчивости откосов автодорожной насыпи на слабом основании, армированном текстильно-песчаными сваями Для определения устойчивости откосов автодорожной насыпи был выполнен расчет в программном продукте «GEO-Slope», который учитывает размещение геосвай в слабом основании. Р и с у н о к Б.2 - Оценка устойчивости откосов насыпи после устройства свай в ПК ПК «GEO-Slope» Результаты расчетов в «GEO-Slope» показали значение коэффициента устойчивости в размере 1,69, что выше требуемого значения. Из результатов расчета (рисунок Б.2) следует, что применение 3-х стадии комплексной технологии обеспечивает заданный коэффициент устойчивости насыпи и может быть рекомендовано в качестве конструктивно-технологического мероприятия для повышения несущей способности слабых оснований и устойчивости откосов дорожных насыпей. Приложение В. Таблицы для определения вертикальных и горизонтальных напряжений в основании с песчаными сваями Кбгр = 0,2 m λ0 = 0,20 λ0 = 0,30 λ0 = 0,40 λ 0 = 0,50 ξ = 0,25 ξ = 0,30 ξ = 0,35 ξ = 0,40 ξ = 0,25 ξ = 0,30 ξ = 0,35 ξ = 0,40 ξ = 0,25 ξ = 0,30 ξ = 0,35 ξ = 0,40 ξ = 0,25 ξ = 0,30 ξ = 0,35 ξ = 0,40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 0,20 λг/ λ 0 0,3850 0,0409 0,0429 0,0445 0,0613 0,0658 0,0696 0,0729 0,0862 0,0936 0,1000 0,1050 0,1130 0,1240 0,1330 0,1430 λв/λ0 0,1610 0,1700 0,0445 0,1820 0,2340 0,2470 0,2580 0,2570 0,3010 0,3180 0,3330 0,3450 0,3610 0,3820 0,4010 0,4160 P х /P0 0,3540 0,3740 0,0613 0,4050 0,3540 0,3840 0,4040 0,4210 0,3660 0,3930 0,4170 0,4370 0,3700 0,4010 0,4280 0,4520 Pz/P0 0,8460 0,8910 0,0658 0,9560 0,8220 0,8690 0,9070 0,9390 0,7960 0,8440 0,8830 0,9170 0,7670 0,8560 0,8560 0,8918 0,30 λг /λ0 0,048 0,0527 0,0588 0,0594 0,0750 0,0823 0,0886 0,0943 0,1020 0,1130 0,1230 0,1320 0,1320 0,1460 0,1590 0,1720 λв / λ 0 0,1390 0,1490 0,1580 0,1650 0,2000 0,2150 0,2280 0,2390 0,2550 0,2740 0,2910 0,3060 0,3060 0,3270 0,3470 0,3550 P х /P0 0,3810 0,4130 0,4390 0,4520 0,3890 0,4170 0,4470 0,4730 0,3840 0,4210 0,4540 0,4890 0,3830 0,4230 0,4580 0,4910 Pz/P0 0,7440 0,8000 0,8460 0,8800 0,7160 0,7720 0,8190 0,8600 0,6880 0,7430 0,7900 0,8310 0,6600 0,7130 0,7590 0,7994 0,40 λг /λ0 0,0545 0,0602 0,0653 0,0697 0,0830 0,0924 0,1000 0,1080 0,1110 0,1250 0,1370 0,1480 0,1400 0,1580 0,1750 0,1980 λв / λ 0 0,1190 0,1300 0,1400 0,1480 0,1710 0,1870 0,2010 0,2130 0,2180 0,2380 0,2550 0,2710 0,2600 0,2840 0,3040 0,3220 P х /P0 0,3920 0,3920 0,4670 0,4970 0,3910 0,4330 0,4700 0,5030 0,3890 0,4320 0,4710 0,5070 0,3860 0,4300 0,4710 0,5100 Pz/P0 0,6540 0,7150 0,7670 0,8120 0,6280 0,6870 0,7380 0,7830 0,6020 0,6590 0,7080 0,7520 0,6270 0,6340 0,6780 0,7210 0,50 λг /λ0 0,0581 0,0651 0,0713 0,0769 0,0875 0,0986 0,1080 0,1170 0,1170 0,1320 0,1460 0,1590 0,1460 0,1560 0,1840 0,2010 λв / λ 0 0,1040 0,1150 0,1240 0,1330 0,1490 0,1640 0,1780 0,1900 0,1890 0,2090 0,2260 0,2400 0,2260 0,2430 0,2690 0,2870 P х /P0 0,3950 0,4400 0,4810 0,5180 0,3910 0,4380 0,4810 0,5200 0,3870 0,4350 0,4790 0,5200 0,3830 0,4320 0,4760 0,5180 Pz/P0 0,5790 0,6410 0,6950 0,7430 0,5530 0,6150 0,6670 0,7140 0,5390 0,5890 0,6390 0,6840 0,5110 0,5650 0,6120 0,6950 0,75 λг /λ0 0,0620 0,0709 0,0791 0,0867 0,0925 0,1050 0,1180 0,1300 0,1220 0,1400 0,1570 0,1730 0,1510 0,1740 0,1950 0,2160 λв / λ 0 0,0764 0,0864 0,0954 0,1030 0,1090 0,1230 0,1360 0,1470 0,1400 0,1570 0,1730 0,1870 0,1680 0,1880 0,2070 0,2230 P х /P0 0,3860 0,4410 0,4900 0,5370 0,3810 0,4350 0,4850 0,5320 0,3760 0,4300 0,4800 0,5270 0,3710 0,4240 0,4740 0,5210 Pz/P0 0,4440 0,5030 0,5560 0,6040 0,4270 0,4830 0,5330 0,5800 0,4120 0,4640 0,5120 0,5380 0,3970 0,4470 0,4920 0,5330 1,00 λг /λ0 0,0628 0,0726 0,0819 0,0906 0,0933 0,1080 0,1210 0,1350 0,1230 0,1420 0,1610 0,1730 0,1520 0,1760 0,1990 0,2240 λв / λ 0 0,5010 0,0577 0,0757 0,0831 0,0853 0,0974 0,1080 0,1190 0,1090 0,1240 0,1380 0,1510 0,1320 0,1500 0,1660 0,1810 P х /P0 0,3730 0,4510 0,4850 0,5350 0,3670 0,4250 0,4780 0,5290 0,3620 0,4190 0,4720 0,5220 0,3570 0,4130 0,4650 0,5150 Pz/P0 0,3580 0,4110 0,4500 0,5060 0,3460 0,3960 0,4430 0,4860 0,3350 0,3830 0,4270 0,4680 0,3250 0,3700 0,4120 0,4510 Таблицы для определения вертикальных и горизонтальных напряжений в основании со сваями

Похожие:

	Методические рекомендации по выбору рациональных конструкций земляного... Внесен управлением строительства и проектирования автомобильных дорог Федерального дорожного агентства		Рекомендации по контролю прочности цементобетона покрытий и оснований... Разработан обществом с ограниченной ответственностью «биотех» (к т н. С. В. Эккель, к т н. П. А. Зайцев)
	Методические рекомендации по армированию асфальтобетонных слоёв дорожных... Внесен управлением эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства		Рекомендации по применению высокоплотных асфальтобетонов на основе... Разработан обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный технический центр» и Обществом с ограниченной ответственностью...
	Рекомендации по организации автоматизированного мониторинга состояния... Разработан обществом с ограниченной ответственностью «нии прикладной Телематики» (ооо «нии пт»)		Методические рекомендации по применению геоячеек «прудон-494» при... Автомобильных дорог в композиции с местными материалами и отходами промышленности
	Рекомендации по проектированию и строительству берегозащитных сооружений... ...		Инструкция по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог всн 139-80 Союздорнии Минтрансстроя на основе исследований Союздорнии, обобщения отечественного и зарубежного опыта конструирования и строительства...
	Рекомендации по технологии санации трещин и швов в эксплуатируемых... Методические рекомендации предназначены для органов управления дорожным хозяйством и организаций, выполняющих заливку трещин на асфальтобетонных...		Рекомендации по организации и проведению ведомственного контроля... Разработан ООО «Автодорис» (канд техн наук Паневин Н. И., канд экон наук Провоторов И. А., инж. Александров С. А., Паневин М. Н.,...
	Рекомендации по применению компьютерного моделирования для анализа... Разработан фгбоу впо московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (мади)		Методические рекомендации по применению синтетического волокна для... ...
	Методические рекомендации по ремонту дорожных одежд, состоящих из... Разработан федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный...		Строительство земляного полотна автомобильных дорог Разработка выемок в скальных грунтах и возведение насыпей из крупнообломочных пород
	Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции... ...		Статья 1 Утверждение сети Азиатских автомобильных дорог Договаривающиеся... Экономической и социальной комиссии для Азии и Тихого океана Организации Объединенных Наций в деле формирования и введения в эксплуатацию...