ПРЕДИСЛОВИЕ
Значение искусственных геоматериалов следует рассматривать в свете мировых тенденций развития индустрии стройматериалов. Применение прочных на растяжение элементов в грунтовых основаниях нацелено на то, чтобы за счет жесткой или эластичной связи между арматурой и грунтом построить земляные сооружения, способные нести высокие нагрузки, обеспечить стабильность дамб на грунтах с малой несущей способностью, улучшить несущую способность земляного полотна и основания, и возвести крутые откосы.
На основе этих строительно-технических задач в научном и техническом смысле сформировалась особая область механики грунтов и геотехники – геосинтетическое строительство. При решении строительных задач речь идет, главным образом, о дамбах с вертикальными или крутыми откосами, об армированных земляных сооружениях с вертикальной облицовкой наружных поверхностей (стен), об армированных несущих слоях.
Данная работа обобщает знания для инженерного применения материалов и методов строительства и представляет их на основе новой концепции надежности, разработанной в рамках европейской гармонизации нормативов. Описание и актуализация рассмотренных в данной работе принципов расчета не являются бесспорными, т.к. не все до сих пор достаточно апробировано в инженерной практике. Главной целью было представление существующих возможностей и моделей расчета с целью совершенствования и дальнейшего развития.
Учитывая тот факт, что в России в последние десять лет активно внедряются в строительное производство искусственные геосинтетические материалы, а литература на русском языке по всему кругу теоретических и практических вопросов достаточно ограничена, авторы настоящего издания взяли на себя смелость использовать материалы секции «Искусственные ма-
8
териалы в геотехнике» Немецкого общества по геотехнике, которая была создана в сентябре 1989 г. В книге сохранена терминология оригинальных источников.
Авторы выражают особую благодарность профессору Акселю Паулю из Университета прикладных наук в Кеттене (Германия), профессору Ульриху Турчинскому из Университета прикладных наук Магдебурга (Германия) за предоставленные материалы и ценные советы и пожелания при написании данной книги.
В настоящей книге содержатся рекомендации по расчету, выбору и установке геосинтетических материалов. Специалист, осуществляющий практическое решение задач с использованием рекомендаций, содержащихся в настоящей книге, должен глубоко понимать механику грунтов и геотехническое строительство и обладать определенными фундаментальными знаниями в иных науках. Авторы заявляют о полном отказе от к акойлибо ответственности в связи с неправильным или неквалифицированным применением на практике рекомендаций, изложенных в настоящей книге.
9
1.ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Внастоящем пособии рассматривается применение различных искусственных геосинтетических материалов для армирования насыпей, улучшения грунтовых оснований и устройства фундаментов (рис. 1.1).
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж
Рис. 1.1. Примеры армированных оснований: а – насыпь на грунте с низкой несущей способностью; б – основание железнодорожного полотна; в – улучшение грунтовых условий основания дорог;г – устройство армированной грунтовой подушки подфундамент; д – армирование грунтового откоса; е– армированнаяподпорнаястен;ж– армированиеднищахранилища отходов
10
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Армированные массивы грунта – зоны грунтового мас-
сива, ограниченные на рис. 1.1 пунктирными линиями. Арматура в массивах грунта – в данном пособии выпрям-
ленные, уложенные слоями полосы или полотна, которые могут быть цельными или решетчатыми.
Насыпной грунт – грунт в пределах армированного грунтового массива.
Наружная облицовка – окончание армированного массива грунта с внешней стороны.
Область обратной засыпки – часть грунтового массива,
лежащая вне пределов армированного массива грунта до верхнего края грунтового массива.
Область засыпки – часть грунтового массива, лежащая над армированным массивом грунта.
Армированные откосы – армированные массивы грунта с углом откоса β до 70º к горизонтали.
Армированные подпорные конструкции стены имеют уклон внешней грани более 70º к горизонтали.
3. ПРОЕКТНЫЕ НАГРУЗКИ (ВОЗДЕЙСТВИЯ)
Армированные массивы грунта подвергаются постоянным и переменным нагрузкам (воздействиям). К постоянным относятся собственный вес сооружения, постоянно действующие: грунтовые нагрузки, давление грунта и напор воды. К переменным нагрузкам относятся транспортные нагрузки [1.1.3, 1.1.4, 2.1] и переменно действующие: давление грунта, напор воды и ледовое давление.
11