за ознаками текстур - анізотропне та ізотропне;
за виглядом армувальних елементів - набивними, буронабивними, забивними і ґрунтовими палями чи буроін'єкційними палями; анкерами; металевими стрижнями і смугами; геотекстилем; полімерними плівками; волокнами, нитками, кордовою тканиною;
за характером розташування армувальних елементів - вертикальне, горизонтальне, похиле в одному, двох і більше напрямах; комірчастими структурами; об'ємно-дисперсне;
за способом виконання робіт-забиванням, вдавлюванням і віброзануренням; влаштуванням свердловин і ін'єкцією; заведенням у свердловини з подальшою заливкою і ін'єкцією; розстиланням і розкладанням; із застосуванням струменевої технології; замиванням і засипкою.
Споруди з армованого ґрунту слід розглядати як гравітаційні конструкції у вигляді утримуючих стін і штучних ґрунтових масивів з покращеними властивостями за рахунок наявності армувальних елементів. їх доцільно застосовувати в наступних випадках (рисунки 10.13-10.15):
при будівництві будівель і споруд, відсипанні дорожніх насипів на слабких ґрунтах;
при будівництві фундаментів і основ під резервуари;
при відсипанні подушок і вертикальному плануванні в умовах щільної забудови;
для зменшення забруднення ґрунту, поверхневих і ґрунтових вод;
при заміні фундаментних конструкцій, зв'язаних з динамічною дією на довкілля;
при зведенні штучних насипів та відсипок з екологічно безпечних промислових відходів.
Просторове розташування армувальних елементів слід призначати залежно від виду підсилюваного ґрунтового масиву за таблицею 10.1.
Таблиця 10.1 - Сфера застосування армувальних елементів
|
Класифікація способів армування за характером розташування армувальних елементів |
Сфера застосування способу |
|
Вертикальне |
Зміцнення основ, підвищення стійкості основ і схилів. Зміцнення укосів котлованів. Відсічні конструкції |
|
Горизонтальне |
Для виключення випору ґрунтів з-під споруди: армування зворотних засипок утримуючих стінок; підвищення стійкості насипів, у тому числі природних масивів |
|
Похиле в одному напрямі |
Підвищення стійкості схилів і укосів, армування зворотних засипок і утримуючих стін |
|
Похиле в двох і більше напрямах |
Підвищення стійкості схилів, підвищення несучої здатності основ при геотехнічних реконструкціях |
|
Комірчасті структури |
Зміцнення основ, підвищення їх стійкості, зміцнення укосів насипів і утримуючих стін |
а, б - під резервуарами; в, д - під будівлею; г - армування насипу
1 - армувальні елементи; 2 - облицювання
Рисунок 10.13 - Схема посилення основ горизонтальними елементами
а - насипу; б - вертикального укосу; в - дорожнього насипу; г- під фундаментом
1 - армувальні елементи; 2 - ґрунт основи; 3 - облицювання
Рисунок 10.14 - Схема посилення основ вертикальними елементами
а-під будівлею; б-під пам’ятником; в-в укосі; г-при зведенні тунелю поблизу будівлі; д - в нестійкому схилі 1 - армувальні елементи; 2 - слабкий ґрунт; 3 - міцний ґрунт; 4 - поверхня руйнування в ґрунті; 5 - виробка в ґрунті
Рисунок 10.15 - Схема посилення основ нахиленими елементами в двох площинах
Утримуючі стіни складаються із зовнішнього облицювання, анкерних елементів і ґрунту засипки (рисунки 10.16-10.19) і застосовуються як конструкції для забезпечення стійкості ґрунтів в укосах і схилах з вертикальною крутістю. Зовнішня поверхня облицювання повинна мати відповідний архітектурний вигляд.
Як армувальні елементи можуть використовуватися смуги шириною від 50 мм до 100 мм і завтовшки від 3 мм до 5 мм з металу, полімерів або пластика, посиленого скловолокном. Вони можуть бути гладкими або шорсткими, що мають ребра або насічки для підвищення тертя між арматурою і засипкою. Сталеві смуги мають бути захищені від корозії.
Окрім смугової арматури можна застосовувати бруски з деревини, залізобетону, у тому числі із заздалегідь напруженого.
Як арматура можна застосовувати сітки з кроком поперечних (перпендикулярно до облицювання) і поздовжніх (паралельно облицюванню) елементів залежно від їх міцності на розтягу і внутрішньої стійкості підсилюваного ґрунту.
Як арматуру можуть використовуватися рулонні тканини або неткані матеріали з геотекстилю і полімерів.
Анкерувальні пристрої армувальних елементів можуть виготовлятися у вигляді виступів чи вигинів або їх поєднання з іншими прикріпленими елементами, (рисунок 10.16).
Арматура також може бути комбінованою з поєднанням різних матеріалів і їх форм (листи і смуги, сітки і смуги або смуги і анкери) залежно від потреб.
1 - гнучкий анкер; 2 - гнучке облицювання; 3,4- елементи жорсткого облицювання у вигляді оболонок і плит; 5 - ґрунт засипки
Рисунок 10.16 - Конструкції утримуючих стін з армованого ґрунту
- сталевий стрижень; 2 - анкерна плита; 3 - замок; 4 - автопокришка; 5 - захват
Рисунок 10.17 - Конструкції армувальних елементів
Армувальні матеріали повинні мати необхідну міцність, низьку повзучість, довговічність, високий коефіцієнт тертя і малу стисливість.
Коефіцієнт тертя або зв'язність між арматурою і ґрунтом ffr повинні визначатися за допомогою випробувань на зрізних приладах, а за відсутності дослідних даних його мінімальне значення допускається приймати за таблицею 10.2.
Таблиця 10.2 - Мінімальне значення коефіцієнта тертя ffr між анкером і засипкою
|
Ґрунт засипки |
ffr |
<Pfr, град |
|
Дрібний пісок маловологий |
0,62 |
32 |
|
Дрібний пісок вологий |
0,58 |
ЗО |
|
Крупний пісок маловологий |
0,53 |
28 |
|
Крупний пісок вологий |
0,51 |
27 |
|
Гравій |
0,42 |
23 |
|
Піщана суміш |
0,40 |
22 |
|
Примітка. Для шорсткої поверхні анкера значення ^можуть бути збільшені на 10 %. |
||
Арматура має бути довговічною і зберігати свою цілісність протягом всього строку експлуатації споруди. При тривалому строку експлуатації споруди необхідно передбачати відповідний запас на корозію товщини металевих компонентів (таблиця 10.3).
Щоб уникнути порушення армувальних матеріалів у будівельний період повинні вживатися належні запобіжні засоби. Не можна допускати рухи устаткування на колісному або гусеничному ходу безпосередньо по верху арматури. При використанні вказаних механізмів необхідно заздалегідь укладати на арматуру шар засипки товщиною від 150 мм до 200 мм
Таблиця 10.3 - Величина запасу на корозію для металевих виробів у різних середовищах
|
Матеріал армтури |
Запас за товщиною, який передбачається для кожної поверхні, що піддається корозії, мм |
|||
|
в атмосфері |
у засипці |
|||
|
Умови: міські, індустріальні прибережні промпризначення |
Інші |
Сипка засипка |
Зв'язна засипка з тертям |
|
|
Алюмінієвий сплав |
|
— |
0,15 |
0,30 |
|
Мідь |
— |
— |
0,15 |
0,30 |
|
Оцинкована сталь |
0,85 |
0,30 |
0,75 |
1,25 |
|
Неіржавіюча сталь |
0,00 |
0,00 |
0,10 |
0,20 |
Арматура та неметалеві матеріали і конструкції повинні бути захищені від корозії і техногенного руйнування.
Всі металеві компоненти, що використовуються для споруд з армованого ґрунту, а саме армувальніі елементи, кріплення і облицювання з металу, мають бути сумісними в електролітичному відношенні. Інакше мають бути вжиті заходи з забезпечення електроізоляції.
Ґрунт-заповнювач повинен відповідати наступним вимогам:
вміст часток дрібніше 0,05 мм не більше 15 % (від загальної маси) і відсутність часток більше 120 мм;
кут внутрішнього тертя має бути не менше 25° (в ущільненому стані);
відсутність органічних включень;
середовище не має бути агресивним до бетону і сталі, інакше необхідно передбачити додаткові заходи захисту анкерів і лицьових конструкцій від корозії;
ґрунт не повинен змінювати свої властивості в часі, наприклад, стійкість проти вивітрювання;
коефіцієнт однорідності ґрунту повинен задовольняти умові Си < 5.
У тих частинах споруди, які піддаються динамічним діям, не слід укладати ґрунти, що мають тиксотропні властивості.
Для споруд з армованого ґрунту слід використовувати ущільнювальні механізми, вибір найбільш відповідних типів залежить від властивостей матеріалу засипки. Щоб уникнути пошкоджень армувальних елементів або викривлень облицювання мають бути вжиті запобіжні засоби понад обмеження, вказані вище.
Зведення стін зі збірними однотипними лицьовими елементами і гнучкими анкерами слід виконувати в наступному порядку (рисунок 10.20):
планування основи;
відкопування траншеї на глибину, що дорівнює відстані від краю збірного елемента до першого анкера;
монтаж першого ряду збірних елементів у траншею, їх вирівнювання і приєднання першого ряду гнучких анкерів;
монтаж інвентарного пристосування, що сприймає тиск ґрунту при відсипанні і ущільненні першого шару (у випадку, якщо затискання конструкцій у ряду уздовж траншеї недостатнє);
відсипання першого шару ґрунту з ущільненням і плануванням для укладання другого горизонтального ряду анкерів;
укладання другого ряду анкерів і приєднання їх до лицьових елементів;
монтаж другого ряду лицьових конструкцій (плит або оболонок). Закріплюють їх постійно при монтажі на штифти, що вводяться в отвори, або тимчасовими інвентарними пристосуваннями до конструкцій першого ряду;
відсипання другого шару ґрунту з ущільненням;
укладання третього ряду анкерів і їх закріплення;
відсипання і ущільнення третього шару ґрунту.
Далі операції повторюються.
Зведення утримуючих стін з облицюванням з гнучких геотекстильних матеріалів і використання їх для армованого ґрунту (рисунок 10.18) виконується у наступній послідовності:
підготовка вирівняної основи;
укладання полотнища матеріалу і установка інвентарного пристосування у вигляді кутиків або скоб;
відсипання і ущільнення ґрунту засипки механізмами. У безпосередній близькості від краю мембрани на відстані менше одного метра від кутика (скоби) ущільнювати засипку рекомендується механічними ручними трамбівками;
покриття другою половиною геотекстилю ущільненого шару ґрунту; при цьому геотканина загинається і утворюється її криволінійна лицьова частина, близька формою до циліндричної;
укладання наступного шару полотнища геотекстилю, перестановка інвентарного пристосування.
Для надійного утримання верхнього полотнища рекомендується укладати його з невеликим нахилом в межах товщини верхнього шару ґрунту. Відстань між рядами анкерів по висоті рекомендується приймати від 250 мм до 400 мм. При цьому шар, що армується, можна відсипати з одного, двох або трьох шарів ґрунту. Для виключення додаткових прогинів гнучких анкерів при осіданні ґрунту необхідно при будівництві додати їм невеликий будівельний підйом, що дорівнює майбутньому прогнозованому переміщенню ґрунту при осіданні.
1 - фрагмент кріплення гнучких анкерів до лицьових плит; 2 - лицьові плити; 3 - анкери; 4 - потовщення на краю анкера
Рисунок 10.18 - Схема влаштування утримуючої стінки з армованого ґрунту
При влаштуванні глибоких котлованів у природних ґрунтових масивах у разі відсутності або дренування ґрунтових вод для забезпечення стійкості вертикальних бортів або крутих укосів може використовуватися їх армування за допомогою нагелів. Як арматурні елементи для нагелів доцільно використовувати сталеві стрижні періодичного профілю або смуги.
Під час послідовного відкопування котловану свердловини для нагелів, що армують ґрунтовий масив, потрібно бурити або пробивати із зануренням в них арматури і замонолічуванням цементним розчином.
Для кріплення свердловин слід використовувати металеві або пластмасові труби, що, як правило, витягуються після нагнітання по ним розчину. У зв'язних ґрунтах труби можуть не застосовуватися.
1 - геотекстильний матеріал; 2 - підтримуючий металевий кутик (інвентарне пристосування); 3 - ґрунт А-Д - послідовність влаштування
Рисунок 10.19 - Схема влаштування армованої утримуючої стінки з гнучкого облицювання
10.3.34 Роботи з влаштування нагельного армування природного ґрунтового масиву (рисунок 10.20) ведуть в такій послідовності:
