СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В МЕСТАХ УСТРОЙСТВА ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ
METHOD OF STRENGTHENING ROAD BED OF AUTOMOBILE ROADS IN PLACES OF CULVERTS

Предлагаемое изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано для укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб. В процессе эксплуатации на участках автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб возникают деформации в виде осадки грунтов земляного полотна под воздействием временных и постоянных нагрузок, что приводит к деформациям дорожной одежды. Появление и развитие деформаций в рабочей зоне земляного полотна оказывает существенное влияние на транспортно-эксплуатационные характеристики автомобильных дорог, снижая их показатели.
Известен способ укрепления основания, включающий уплотнение основания, сложенного глинистым грунтом, путем образования в нем сферических зон из твердеющего материала, подаваемого в грунт под давлением, причем сферические зоны размещаются в шахматном порядке в горизонтальной и вертикальной плоскостях на расстоянии друг от друга не менее двух диаметров зоны [см. пат. СССР №903484].
Недостатком этого способа является то, что он предназначен для упрочнения однородных по глубине глинистых грунтов, находящихся в естественных компрессионных условиях грунтового основания. Другим недостатком являются ограничения в применении способа из-за различий в работе укрепляемых зон, т.е. способ предназначен только для укрепления оснований сооружений, не затрагивая такие сооружения, как водопропускные трубы, проложенные в теле насыпи автомобильной дороги. В связи с расположением зон уплотнения, не примыкающих друг к другу, не обеспечивается необходимое укрепление грунта твердеющим раствором в зоне уплотнения.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому является способ укрепления и ремонта дорожного полотна, включающий бурение скважин в местах локальных просадок и разуплотнений дорожного полотна, введение в скважины конусообразных усеченных укрепляющих элементов со свободной посадкой и максимальным диаметром усеченного конуса вниз, введение в тело дорожного полотна вяжущих компонентов, засыпку слоем малосжимаемого материала, заливку горячей асфальтобетонной смеси, утрамбовку (см. пат. РФ №2381325).
Недостатком известного способа является то, что способ не в полной мере решает проблему деформаций дорожной одежды в местах устройства водопропускных труб. А именно, укрепление и ремонт осуществляют в верхнем и среднем слоях насыпи, не затрагивая нижний слой, т.е. основание насыпи, подверженное нагрузкам от вышележащих слоев и водопропускной трубы, что приводит к повторному возникновению деформаций и многократному ямочному ремонту вблизи водопропускной трубы. Кроме того, способ отличается сложностью монтажа конусообразных усеченных укрепляющих элементов, так как их введение осуществляется максимальным диаметром усеченного конуса вниз, что усложняет технологию производства работ, а при вводе их в тело насыпи вблизи водопропускных труб неизбежны повреждения сооружения.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в повышении эффективности укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб путем устранения возникших и предотвращения появления новых деформаций дорожной одежды.
Это достигается за счет того, что в способе укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб, включающем бурение скважин, введение в тело дорожного полотна вяжущих компонентов, первоначально скважины заполняют сыпучим строительным нерудным материалом, втапливают его в стенки скважин посредством раскатчика, кроме того, дополнительно бурят отверстия между скважинами и их заполняют вяжущим компонентом, при этом крайние скважины по откосам земляного полотна выполняют ниже его основания, а скважины вдоль водопропускной трубы выполняют на глубину, превышающую высоту дорожной одежды. В качестве сыпучего строительного нерудного материала используются песчано-гравийная смесь, мелкий щебень, гравелистый песок. В качестве вяжущего компонента применятся твердеющий раствор на основе цементного вяжущего.
Сущность предлагаемого способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема укрепления грунта, на фиг. 2 изображена схема расположения скважин и инъекторов (вид сверху), на фиг. 3 приведена схема насыпи автомобильной дороги в разрезе А-А.
Реализация предлагаемого способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб осуществляется в следующей последовательности.
На участок автомобильной дороги в местах деформаций 1 дорожной одежды вблизи водопропускной трубы 2 устанавливают буровую установку, бурят скважины 3 в дорожной одежде под рабочий орган раскатчика скважин, причем скважины по откосам земляного полотна бурят на глубину не менее 2 м ниже основания водопропускной трубы, а вдоль водопропускной трубы на высоту дорожной одежды до звена оголовка 4 водопропускной трубы. Затем в образованные скважины 3 производят внедрение раскатчика, после его извлечения скважины заполняют сыпучим строительным нерудным материалом 5, затем раскатчиком осуществляют втапливание его в стенки скважин. Затем заполняют скважины вяжущим компонентом 6. После этого бурят отверстия в дорожной одежде между скважинами и производят погружение инъекторов 7, с помощью которых осуществляют нагнетание вяжущего компонента, образуя перекрещивающиеся зоны затвердевшего раствора 8, при этом происходит уплотнение грунта. После этого инъекторы извлекаются или оставляются в теле насыпи.
Пример
На автомобильной дороге в местах деформаций дорожной одежды на участке устройства водопропускной трубы выполняют бурение скважин по откосам земляного полотна 3-метровой насыпи на глубину 5 м, а вдоль водопропускной трубы на глубину 1,5 м и диаметром 250 мм. Затем в образованные скважины производят внедрение раскатчика РС-250 в течение 7 мин для 1,5 м скважин и в течение 20 минут для 5,0 м скважин. Затем его извлекают, а скважину заполняют смесью песка и гравия в соотношении 2:1. После этого раскатчиком осуществляют втапливание ее в стенки скважин. После извлечения раскатчика заполняют скважины вяжущим компонентом, приготовленным путем перемешивания песка, глины, цемента и воды в соотношении 6:3:1:1,5. Затем бурят отверстия в дорожной одежде диаметром 40 мм в шахматном порядке с шагом 1,5 м в пространстве между скважинами и производят погружение инъекторов с внешним диаметром 40 мм и внутренним 36 мм, через отверстия которых осуществляют нагнетание вяжущего компонента под давлением разрыва структуры грунта, определяемое экспериментально в зависимости от конкретных условий, до уровня нижнего слоя покрытия дорожной одежды. Затем инъектора извлекают. После этого скважины и отверстия засыпают слоем щебня, заливают горячей асфальтобетонной смесью и утрамбовывают.
Использование предложенного способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб позволяет значительно повысить качество и эффективность проводимых работ за счет образования пространственной структуры, повышающей сопротивляемость грунтового массива сжимающим и сдвигающим нагрузкам. Для реализации способа укрепления земляного полотна автомобильных дорог в местах устройства водопропускных труб не требуется полного закрытия автомобильной дороги, возможна остановка отдельных участков (полос движения) на временной промежуток не более одного светового дня, что важно для дорог с большой загруженностью движения.