Армоґрунтова підпірна стінка під час будівництва обходу м. Одеси
Інформація про об’єкт
Об’єкт: розширення автомобільної дороги державного значення «Обхід м. Одеси», ділянка км 19+940 — км 20+050
Місце розташування: Одеська область, район залізничної станції Усатове
Тип споруди: армоґрунтова підпірна стінка
Висота споруди: понад 7,5 м
Кут нахилу лицьової поверхні: понад 70°
Період реалізації: 2007 рік
Замовник: Служба автомобільних доріг в Одеській області
Проєктувальник: Одеська філія Державного інституту «Укрдіпродор»
Розрахунок армоґрунтової конструкції: «Євроізол Geosynthetics»
Підрядник: «ОНУР Конструкціон», Туреччина
Короткий опис
Автомобільна дорога державного значення «Обхід м. Одеси» забезпечує транспортне сполучення між південною та північною частинами міста, дозволяючи вантажному транспорту рухатися поза міською територією. Дорога об’єднує декілька важливих
транспортних напрямків, зокрема Іллічівський, Ренійський, Кишинівський, Київський і
Миколаївський, та забезпечує під’їзд до промислових і торговельних об’єктів. Значна
інтенсивність руху зумовила необхідність розширення автомобільної дороги до чотирьох
смуг.
Розширення дороги передбачало будівництво нового шляхопроводу в районі залізничної станції Усатове. Через існуючу забудову та обмежену ширину землевідведення влаштування традиційного насипу з нормованими укосами потребувало б додаткового вилучення земель.
Для вирішення поставленої задачі було розраховано армоґрунтову підпірну стінку висотою понад 7,5 м із кутом нахилу лицьової поверхні понад 70°. Основним армувальним
матеріалом стали ткані поліестерові георешітки Armatex® G, а для захисту лицьової частини
від ерозії застосовано геотекстиль Typar® SF 40.
Прийняте рішення
Для формування високого та крутого насипу біля нового шляхопроводу було прийнято рішення спорудити армоґрунтову підпірну стінку з лицьовою частиною, сформованою за технологією втраченої опалубки.
Основою конструкції став пошарово відсипаний та ущільнений ґрунтовий масив, армований тканими поліестеровими георешітками з полівінілхлоридним покриттям:
- Armatex® G 55/30;
- Armatex® G 80/30.
Для формування та протиерозійного захисту лицьової поверхні конструкції застосовано нетканий термоскріплений поліпропіленовий геотекстиль Typar® SF 40.
За матеріалами для об’єкта було використано:
- Armatex® G — 10 140 м²;
- Typar® SF 40 — 2 340 м².
Георешітки вкладали горизонтальними шарами в тіло ґрунтового насипу. Марку матеріалу, довжину армування та вертикальний крок між армувальними шарами визначали відповідними геотехнічними розрахунками залежно від висоти споруди, фізико-механічних характеристик ґрунту та розрахункових навантажень.
У нижній, більш навантаженій частині підпірної стінки передбачено застосування георешітки Armatex® G 80/30, а у верхній частині — Armatex® G 55/30. Диференційоване застосування георешіток дозволило розподілити армувальні матеріали відповідно до рівня розрахункових зусиль у різних частинах конструкції.
У лицьовій частині армоґрунтової конструкції між ґрунтом і георешіткою вкладали геотекстиль. Геотекстиль Typar® SF 40 утримує дрібні частинки ґрунту всередині армованого масиву, захищає лицьову поверхню від ерозійного вивітрення ґрунту.
Армувальні полотна біля лицьової поверхні загортали у зворотному напрямку, формуючи армовану оболонку кожного шару. Така технологія дозволила сформувати стійку армоґрунтову споруду висотою понад 7,5 м із кутом нахилу лицьової поверхні понад 70°.
Розрахунок конструкції виконала компанія «Євроізол Geosynthetics» на замовлення Одеської філії Державного інституту «Укрдіпродор»
Принцип роботи конструкції
Неармований ґрунт добре cприймає стискальні навантаження, але має обмежену здатність чинити опір розтягувальним зусиллям і деформаціям зсуву. Без додаткового армування формування насипу висотою понад 7,5 м із лицьовою поверхнею крутістю понад 70° було б неможливим без втрати місцевої або загальної стійкості.
Включення тканих георешіток Armatex® G у ґрунтовий масив забезпечує спільну роботу ґрунту та армувальних елементів. У разі виникнення горизонтальних переміщень ґрунту георешітки включаються в роботу, сприймають розтягувальні зусилля та обмежують розвиток деформацій.
Георешітки Armatex® G виконують такі функції:
- сприймають розтягувальні зусилля в тілі насипу;
- підвищують опір ґрунтового масиву зсуву;
- обмежують горизонтальні переміщення ґрунту;
- забезпечують спільну роботу окремих ущільнених шарів;
- запобігають розвитку локальних деформацій;
- забезпечують внутрішню та загальну стійкість армоґрунтової конструкції;
- дозволяють сформувати високу конструкцію з крутою лицьовою поверхнею.
Геотекстиль Typar® SF 40 у лицьовій частині конструкції виконує утримувальну та фільтрувальну функції. Матеріал пропускає воду, одночасно утримуючи частинки ґрунту всередині армованого масиву. Геотекстиль запобігає ерозії та локальному вимиванню ґрунту через лицьову поверхню.
Застосування георешіток різної міцності дозволило оптимізувати матеріаломісткість споруди. Матеріал із вищими міцнісними характеристиками застосовано в найбільш навантаженій частині стінки, тоді як у шарах із меншими розрахунковими зусиллями використано георешітку меншої міцності.
Переваги прийнятого рішення
Армоґрунтова конструкція дозволила сформувати високий насип із крутою лицьовою поверхнею без улаштування традиційних нормованих укосів.
Порівняно з традиційним неармованим насипом прийняте рішення забезпечило:
- розширення автомобільної дороги до чотирьох смуг в умовах обмеженого землевідведення;
- улаштування підходу до нового шляхопроводу в районі залізничної станції Усатове;
- формування підпірної споруди висотою понад 7,5 м;
- формування лицьової поверхні з кутом нахилу понад 70°;
- зменшення площі землі, зайнятої плямою забудови;
- уникнення додаткового відведення земель;
- збереження існуючої дороги біля основи насипу;
- адаптацію конструкції до умов існуючої забудови;
- забезпечення проєктної стійкості дорожнього насипу.
Порівняно з традиційною залізобетонною підпірною стінкою армоґрунтова конструкція дозволила:
- використати ущільнений ґрунт як основний конструктивний матеріал;
- зменшити витрати бетону й арматури;
- мінімізувати обсяги робіт із бетонування;
- скоротити кількість технологічних операцій;
- зменшити потребу у важких вантажопідіймальних механізмах;
- виконувати спорудження конструкції одночасно з пошаровою відсипкою та ущільненням насипу;
- оптимізувати використання армувальних матеріалів відповідно до розрахункових навантажень;
- прискорити виконання будівельних робіт.
Результат
Улаштування армоґрунтової підпірної стінки дозволило розширити автомобільну дорогу «Обхід м. Одеси» до чотирьох смуг руху та сформувати підхід до нового шляхопроводу в районі залізничної станції Усатове.
Завдяки застосуванню геосинтетичних матеріалів вдалося:
- спорудити армоґрунтову підпірну стінку висотою понад 7,5 м;
- сформувати лицьову поверхню з кутом нахилу понад 70°;
- забезпечити стійкість розширеної частини дорожнього насипу;
- розмістити розширений насип у межах доступної території;
- уникнути додаткового землевідведення;
- захистити лицьову поверхню конструкції від ерозії ґрунту;
- скоротити матеріаломісткість споруди;
- мінімізувати обсяги робіт із бетонування;
- підвищити жорсткість армоґрунтового масиву;
- прискорити виконання будівельних робіт.
Реалізований об’єкт став першим в Україні прикладом спорудження армованого насипу такого масштабу. Виконання проєкту стало результатом спільної роботи Служби
автомобільних доріг в Одеській області, Одеської філії Державного інституту «Укрдіпродор»,
компанії «ОНУР Конструкціон» та «Євроізол Geosynthetics».
Застосована технологія дозволила поєднати необхідну несучу здатність і стійкість високого дорожнього насипу з компактністю конструкції. Армування ґрунту георешітками Armatex G та протиерозійний захист лицьової поверхні геотекстилем Typar SF 40 забезпечили
комплексне вирішення задачі з розширення автомобільної дороги в умовах існуючої забудови й обмеженого землевідведення.
Потрібна консультація інженера по підбору матеріалів для вашого проєкту?