Обеспечение ровности проезда на подходах к мостам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Чан Дай Зунг

• Чан Дай Зунг
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Чан Дай Зунг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I: ОБЗОР КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НАСЫПЕЙ НА ПОДХОДАХ К МОСТАМ

1.1. Существующие проблемы с ровностью проезжей части на подходах к мостам

1.2. Факторы, влияющие на деформации земляного полотна на подходах к мостам

1.3. Основные причины возникновения просадки грунта на подходах к мостам

1.4. Способы уменьшения просадок и осадок насыпей на подходах к мостам

1.4.1. Общие замечания

1.4.2. Способы, улучшающие свойства грунтов насыпи

1.4.3. Способы, улучшающие свойства грунтов основания насыпей подходов

1.5. Конструктивные решения сопряжений мостов с насыпью

1.5.1. Способы сопряжения с переходными плитами

1.5.2. Способы сопряжения с помощью интегральных устоев

Выводы по главе. Постановка целей и задач диссертации

ГЛАВА 2: РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ КОНСТРУКЦИЙ СОПРЯЖЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МОСТОВ С НАСЫПЬЮ И УЧИТЫВАЕМЫЕ НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Программное обеспечение для моделирования и расчетов

2.2. Расчетная конечно-элементная модель конструкций интегрального моста с насыпью подхода

2.2.1. При применении программы PLAXIS V8

2.2.2. Применение программы MIDAS CIVIL

2.3. Исходные данные и учитываемые нагрузки при расчете

2.3Л. Принятые исходные данные

2.3.2. Нормативные нагрузки

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ НАСЫПИ ПОДХОДА И УСТОЕВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ И НАСЫПИ

3.1. Осадки насыпи подхода к мостам при различных способах улучшения свойства грунтов основания

3.1.1. Параметры полученных результатов

3.1.2. Анализ полученных результатов

3.2. Деформации и перемещения насыпи за классическими и интегральными устоями при различных способах улучшения свойств грунтов насыпи

3.2.1. Исходные данные

3.2.2. Деформации и перемещения насыпи за классическими устоями с поверхностными и заглубленными переходными плитами под действием подвижных нагрузок А14 и HL-93

3.2.3. Деформации насыпи за интегральными устоями с поверхностными и заглубленными переходными плитами под действием подвижных нагрузок А14 и HL-93

Выводы по главе

ГЛАВА 4: ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ МОСТОВ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ УСТОЯМИ И НАСЫПАМИ ПОДХОДОВ ИЗ EPS-БЛОКОВ

4.1. Исходные данные

4.2. Боковое давление подходов из EPS - блоков на интегральные устои

4.3. Влияние стальных Н-образных свай на работу устоя

4.4. Влияние высоты тела устоя на работу интегрального устоя

4.5. Влияние конструкции интегрального устоя (ИУ) на его работу в составе пролетного строения (ПС)

4.6. Влияние наслоений грунтов основания на работу интегральных устоев

4.7. Особенности работы свай интегрального устоя в трубах

4.8. Изменение бокового давления грунта на интегральные устои при учете циклического характера температурных воздействий на мост

4.9. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными.... 134 Выводы по главе

ГЛАВА 5: ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОСТОВ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ УСТОЯМИ И ПОДХОДАМИ ИЗ

ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение ровности проезда на подходах к мостам»

Актуальность темы исследования

На подходах к мостам и путепроводам часто возникают просадки насыпи и осадки оснований, снижающие ровность проезда и ухудшающие условия работы пролетных строений и опор мостовых сооружений из-за дополнительных динамических воздействий. Данная проблема влияет на скорость движения въезда на мосты и съезда с них транспортных средств и приводит к снижению безопасности движения, а также к дополнительным затратам на содержание мостов.

В последние годы дорожная отрасль Вьетнама, благодаря значительным инвестициям и примененным новым технологиям, быстро развивалась и тем не менее, просадки в пределах подходов к мостам остаются серьезной проблемой. Поэтому нужны принципиально новые подходы к решению данной проблемы, например, такие как применение бесшовных мостов и использование легких материалов в теле насыпи.

В настоящей диссертации на основе проведенных всесторонних исследований работы интегральных устоев мостов совместно с подходящей насыпью при учете различных грунтовых условий, температурных перепадах, конструкциях устоев, нагрузок и материалов насыпи, получены новые результаты, способствующие более корректному пониманию работы интегральных мостов совместно с насыпью подходов, позволяющие проектировать участки сопряжения таких мостов с насыпью с большей ровностью, чем при традиционно используемых способах.

Результаты диссертации будут способствовать развитию нормативной базы и созданию более совершенных конструкций мостов, обеспечивающих как надежность, так и комфортабельность при въезде и проезде по ним.

Степень научной разработанности проблемы

Исследованиями по теме настоящей работы в России занимались М.М. Журавлев, А. А. Кисляков, М. Я. Крицкий, А. Л. Ланис, А. Г. Малинин,

С. А. Матвеев, В.В. Сиротюк, Е.П. Медрес, П. А. Пегин, В. И. Попов с его аспиратами, А. Д. Соколов и др. Среди зарубежных специалистов можно отметить: Ahmed Al-qarawi, Y. Z. Beju, J. N. Mandai, J. L. Briaud, R. W. James, S. B. Hoffman, В. B. Broms, J. S. Horvath, R. J. Lock, S. M. Olson, K. P. Holloway, J. M. Buenker и др. Полученные в диссертации результаты, сделанные выводы и рекомендации являются новыми достижениями, позволяющими при применении интегральных мостов с подходами из EPS-блоков наилучшим образом по сравнению с традиционно используемыми технологиями обеспечить ровность поезда на участках сопряжения с мостами.

Цель исследования

На основе исследований совместной работы устоев мостов с насыпью подхода выработать эффективные решения и рекомендации по обеспечению ровности проезда на участках сопряжения мостов с дорогой.

Объект исследования

Являются интегральные устои однопролетных мостов и путепроводов с участками насыпи подхода, свойства грунта которого и основания улучшены различными существующими и перспективными способами, включая применение пенополистирола (EPS-блоков).

Методика исследования

Основана на применении программных систем МКЭ в двухмерной постановке на базе PLAXIS 2D V8 и трехмерной постановке в 3D моделях MIDAS CIVIL 2011 для исследования совместной работы устоев мостов с насыпью подхода различной конструкции.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели необходимо было выполнить следующие задачи исследований:

- Провести анализ существующих проблем с ровностью проезжей части, факторов влияния на деформации земляного полотна и основных причин возникновения просадки грунта на подходах к мостам.

- Провести анализ существующих и предлагаемых в разных странах решений по улучшению свойств грунтов насыпи, оснований и конструкций сопряжения мостов с насыпью подходов.

- На основе анализа наиболее эффективных способов улучшения условий въезда на мосты произвести выбор наиболее рациональных решений для дальнейших исследований.

- Разработать конечно-элементные расчетные модели однопролетного моста, учитывающие их совместную работу с насыпью подхода.

- Провести исследования работы под нагрузками расчетных моделей при различных конструктивных решениях, условиях загружения и воздействий, включая циклическое воздействие температуры наружного воздуха.

- Провести исследования особенности работы мостов с интегральными устоями и насыпами подходов из ЕРБ-блоков при учете циклического характера температурных воздействий на них.

- Подтвердить корректность разработанных расчетных моделей на основе сравнения полученных в диссертации результатов с данными зарубежных специалистов.

- Выполнить экономическое сравнение вариантов конструкций сопряжения мостов с насыпью подходов и оценить эффективность применения ЕРБ-блоков насыпи в сочетании с интегральными устоями.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Выявлены существующие проблемы с ровностью проезжей части, факторы влияния на деформации земляного полотна и основные причины возникновения просадки грунта на подходах к мостам.

- Предложены решения, включая использование мостов и путепроводов с интегральными устоями и насыпами подходов из ЕР8-блоков, для уменьшения веса насыпи и давления на основания подхода за устоем и бокового давления на устои.

- Разработаны конечно-элементные расчетные модели мостов с классическими и интегральными устоями, учитывающие взаимодействие

устоев с насыпью подходов и свай с грунтами насыпи и основания, реализованные в программных комплексах MIDAS CIVIL 2011 и PLAXIS 2D V8 и использованные в качестве базового инструмента для решения задач диссертации.

- Выявлена эффективность применения пенополистирола (EPS-блоков) в насыпи подхода к мостам с интегральными устоями в существенном снижении деформаций насыпи подхода и грунтов основания в сравнении с существующими способами улучшения свойств грунтов насыпи и основания.

- Доказана необходимость учета циклического воздействия сезонных изменений температуры при определении бокового давления грунта насыпи на интегральные устои, которое является наиболее значимым фактором при проектировании интегральных мостов и оценки ровности проезда на участках сопряжения насыпи с мостами.

- Определена экономическая эффективность применения EPS-блоков в теле насыпи сопряжения интегральных мостов с насыпью.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- Результаты проведенных исследований дают полную картину деформации грунта насыпи с интегральными устоями мостов при использовании различных способов улучшения свойств грунтов основания и насыпи, в том числе с насыпами, включающими EPS-блоки.

- Полученные автором результаты и предложенные рекомендации по применению в мостах интегральных устоев на гибких стальных сваях в сочетании с использованием в подходящей насыпи подходов EPS-блоков дают возможность обеспечить необходимую ровность при въезде на мосты.

- Предложенная методика учета циклического воздействия температурных воздействий на интегральные мосты позволяет корректно оценивать боковое давление грунта на интегральные устои и возникающие при этом горизонтальные деформации по концам переходных плит устоев.

- Выводы диссертации могут способствовать разработке нормативных документов по проектированию интегральных мостов как в России, так и Вьетнаме.

Теоретическая ценность работы

Проведенные в диссертации численные исследования базируются на совместной работе интегральных мостов с насыпью подходов и аппроксимации пространственного объекта исследования конечно-элементными расчетными моделями при учете нелинейной работы грунта за интегральными устоями.

Методология и методы исследования

Анализ состояния вопроса в мировой практике с обеспечением ровности проезда на подходах к мостам. Использованы программные комплексы на основе метода конечных элементов для решения целевых задач диссертации. Сравнение полученных результатов с зарубежными данными натурных исследований.

Положения, выносимые на защиту

- результаты анализа существующих и предлагаемых в мировой практике решений обеспечения ровности проезда на участках сопряжения мостов с дорогой и выбор наиболее рациональных решений для исследований;

- результаты проведенных численных исследований работы интегральных устоев мостов под нагрузками и температурными воздействиями при различных способах улучшения свойств грунтов основания и насыпи, в том числе с насыпами, включающими ЕРБ-блоки;

- экономические показатели мостов с интегральными устоями и подходами из ЕР8-блоков;

- общие выводы и рекомендации по обеспечению ровности проезда на подходах к интегральным мостам с подходами из ЕР8-блоков.

Степень достоверности результатов обосновывается сопоставлением полученных результатов с имеющимися в открытом доступе зарубежными

данными исследований работы интегральных мостов с насыпью подходов, в том числе полученных экспериментальным путем.

Апробация работы и публикации

Апробация работы: Основные результаты работы доложены и одобрены на 77-й, 78-й и 79-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях (г. Москва, МАДИ, 2019, 2020, 2021 гг.).

Публикации: По основным результатам работы опубликовано 4 статьи, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертационных работ на соискание степени кандидата технических наук.

1. Чан Дай Зунг, Попов В. И. Современные способы снижения деформаций насыпей подходов к мостам / В. И. Попов, Чан Дай Зунг // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). - 2019. - № 2 (57). - С. 96-101.

2. Чан Дай Зунг, Попов В. И. Деформации насыпи подхода к мостам при различных способах улучшения свойств грунтов основания / В. И. Попов, Чан Дай Зунг // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2019. - № 4. -С. 36-39.

3. Чан Дай Зунг, Попов В. И. Эффективность применения пенополистирола в насыпях за интегральными устоями мостов / В. И. Попов, Чан Дай Зунг // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). - 2020. - № 1 (60). -С. 95-100.

4. Чан Дай Зунг, Попов В. И. Давление грунта насыпи на интегральные устои при циклическом температурном воздействии / В. И. Попов, Чан Дай Зунг // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2021. - № 1. -С. 13-16.

Объём и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов и рекомендаций; содержит 168 страниц машинописного текста, 125 рисунок, 50 таблиц и список литературы из 82 наименований.

ГЛАВА I: ОБЗОР КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НАСЫПЕЙ НА

ПОДХОДАХ К МОСТАМ

1.1. Существующие проблемы с ровностью проезжей части на подходах к мостам

Подходом к мосту является участок насыпи земляного полотна дороги, примыкающий к мостовому сооружению и служащий для въезда на мост и съезда с него транспортных средств [47]. Просадка и осадка насыпей на подходах к мостам - это отклонение по уровню между покрытием автомобильной дороги и мостом в местах их сопряжения. Проезд на участке подхода к мостам играет важную роль для обеспечения плавности съезда и въезда автомобиля на мост на весь период эксплуатации дороги. Плавность проезда по длине подхода определяется допустимыми вертикальными ускорениями, которые испытывает автомобиль при проходе неровности [21].

На самом деле со временем на участке подхода к мостам образуется просадка насыпи (рис. 1.1), что ухудшает въезд и съезд с моста, поэтому проблемы неровности проезда на подходах к мостам приводят к резкому снижению скорости движения транспортных средств, дополнительным динамическим ударам от подвижных нагрузок, а также к увеличению себестоимости перевозок. Такие проблемы существуют давно и характерны для большинства стран и наносят большой ущерб экономике государств.

Рис. 1.1. Характерная неровность при въезде на мост

В местах сопряжения мостов в процессе их эксплуатации часто наблюдается образование трещин в покрытии проезда у зон просадок грунта насыпи (рис.1.2).

Рис. 1.2. Просадка насыпи и трещины в покрытии на месте сопряжении с мостом

Даже в случае использования заглубляемых переходных плит в пределах сопряжения возникают недопустимые переломы продольного профиля, а также образование порожка у шкафной стенки. Такие факторы связаны с необеспеченностью плавного перехода от конструкции насыпи подходов к более жесткой конструкции пролетных строений. Трещины в покрытии проезжей части сразу же за устоями балочных пролетных строениях обусловлены возникающими под нагрузками угловыми и линейными перемещениями концов пролетных строений. Просадки грунта за устоями мостов обусловлены разной вертикальной жесткостью устоя с опирающимся на него пролетным строением и грунта насыпи подхода, уложенного и уплотненного во время строительства сооружения [34].

На рис. 1.3. показаны деформации насыпи с образованием глубоких трещин в асфальтобетонном покрытии на одном из мостов в г. Хошимине.

Рис. 1.3. Просадка насыпи и трещины покрытия в сопряжении с мостом Вань Хань в г. Хошимине

Как было показано в диссертации Фам Туан Тханя [51] глубина просадок насыпи походов к мостам во Вьетнаме составляют 50 см и более. Такие проблемы почти никогда не проявляются сразу после строительства. Им, как правило, предшествуют длительные внутренние процессы, которые в конечном итоге снижают прочностные свойства грунтов и способствуют образованию ослабленных зон в теле земляного полотна [14]. Существующие явления требуют проведения постоянных наблюдений за местами сопряжений и срочного устранения просадок, поскольку они отрицательно влияют на безопасность движения и характер работы несущих конструкций под подвижными нагрузками.

В этой связи следует отметить проведенные в СоюздорНИИ в 70-е годы прошлого века исследования по совершенствованию конструкций сопряжений мостов с насыпью с производством инструментальных обследований существующих сооружений. Учитывая, что в среднем на каждый километр дороги приходится мост или труба, значительную долю приведенного ущерба следует отнести за счет исправления деформаций насыпи возле искусственных сооружений [23]. Затраты на поддержание ровности участков сопряжения мостов с подходами составляют до 10% от

общих эксплуатационных расходов на содержание мостовых сооружений. В объемах всей страны затраты получаются весьма внушительными.

Явления с деформациями на подходах к мостам происходит во всех странах, включая страны Юго-Восточной Азии. Дефекты проезда на подходах к мостам могут возникать вследствие низкого качества или недостаточного объема изысканий; ошибок, допущенных при проектировании; нарушения технологии производства работ; недостатков текущих конструктивно-технологических решений по обеспечению ровности проезда на подходах к мостам.

1.2. Факторы, влияющие на деформации земляного полотна на подходах к мостам

Проведенные в различных странах исследования показали, что явление подпрыгивания автомобилей отмечается в местах сопряжения с мостами, когда глубина просадки составляет 1,3 см. Довольно серьезная проблема, возникает, когда величина просадки по высоте доходит до 2,5 см и очень серьезная проблема создается, когда глубина просадки составляет 5 -10 см. Такие дефекты создают аварийные ситуации для транспортных средств и влекут за собой значительный экономический ущерб. Согласно результатам исследований I. Ь. Впаиё и его коллег [60] явление просадок насыпи подходов наблюдается в 25% всех мостов в США и затраты для ремонта зон сопряжения составляют не менее 100 миллионов долларов в год.

В Америке первые исследование местных просадок насыпи возле мостов были проведено в 1969 году, но почти 20 лет спустя (1985) констатировали, что вопрос о борьбе с такими явлениями еще не решен полностью. В то время полагали, что просадка насыпей возле мостов - это простая проблема, которую можно решить уплотнением насыпных грунтов. Однако последующая практика показала, что это сложная проблема, связанная с взаимодействием грунтов с конструкцией сопряжения с мостами и многими другими факторами.

В России на возникновение местных просадок около мостов русские дорожники обратили внимание еще в середине XIX века. Такое явление называлось «мостовыми пучинами», а причины деформации насыпей у мостов объясняли пучением грунтов [8].

В настоящее время результаты многих исследований в России показали, что существует множество факторов, связанных с просадками земляного полотна и их неравномерностью на участке подхода к мостам. Анализы таких факторов показывают, что все они могут быть подразделены на два основных типа, а именно на внутренние и внешние факторы.

Внешние факторы - это воздействие автомобильной нагрузки и природно-климатических условий на участке подхода к мостам. К главным внешним факторам, влияющим на деформацию земляного полона в пределах сопряжения, относятся:

- число повторных приложений нагрузки при различной интенсивности движения и интервалов между этими приложениями. Роль этого фактора в формировании местных просадок бесспорна: чем тяжелее нагрузки и выше интенсивность движении, тем больше количество и большая глубина просадок;

- продолжительность приложения каждой нагрузки и суммарная продолжительность, которая зависит от скорости движения автомобилей в пределах сопряжения, а также плотности транспортных потоков, задержки при заторах на этом участке;

- климатические воздействия, носящие, как правило, циклический характер. Главные факторы климатических воздействий - это температура воздуха и солнечная радиация, при их воздействии изменяются температура покрытия и физико-механические свойства асфальтобетона, битума и битумоминеральных смесей [6];

- система водоотвода и водопонижения, тип грунта земляного полотна и условия его увлажнения грунтовыми и поверхностными водами [6] (при повышении влажности грунтов выше оптимального уровня значительно

снижается вязкость и увеличивается пластичность грунтов, что способствует накоплению остаточных деформаций в земляном полотне).

Внутренние факторы - это физико-механические характеристики конструкции сопряжения мостов с насыпями подходов и материалов грунтов насыпи и естественных грунтов основания [29]. К главным внутренним факторам, влияющим на деформацию земляного полона на участке подхода к мостам, относятся:

- конструкции сопряжения мостов с насыпями подходов;

- материалы покрытия, грунты насыпи и естественные грунты основания;

- высота насыпи и форма продольного профиля дороги;

- геологические условия на участке подхода к мостам.

1.3. Основные причины возникновения просадки грунта на подходах к мостам

Наиболее сложными являются участки сопряжения моста с насыпью подходов, на которых должна быть обеспечена плавность въезда и съезда движущегося автомобильного транспорта. Сложность конструктивного решения этого узла обусловлена влиянием разных факторов на насыпь и пролетное строение [29]. Сказанное свидетельствует о том, что без выяснения причин образования просадок нельзя комплексно оценить деформации насыпей и искать оптимальные конструктивные решения для обеспечения ровности проезда подхода к мостам.

Результаты многих исследований показали, что существует множество причин, связанных с просадками земляного полотна и неровностью на подходах к мостам. Можно перечислить следующие:

- недостаточное уплотнение грунтов при возведении подходной насыпи и их избыточное увлажнение при последующей эксплуатации автомобильной дороги [15].

При этом деформации проявляются, как правило, в виде местных просадок, захватывающих зону сопряжения;

- низкое качество и недостаточный объем изысканий, особенно при слабых грунтовых основаниях, ошибки, допущенные при проектировании и нарушения технологии производства работ на этих участках.

Неудовлетворительно проведенные инженерные изыскания, как правило, приводят к неправильному выбору решения по уменьшению просадок или проектированию сопряжения мостов и путепроводов с насыпью и его обустройству без учета основных климатических, геологических и гидрогеологических факторов, влияющих на устойчивость конструкции сопряжения.

Распространенными ошибками проектирования являются недоучет особенностей сопряжения, применение конструкций сопряжения, не соответствующих неблагоприятным инженерно-геологическим условиям, непринятие во внимание неблагоприятных физико-геологических процессов, отсутствие прогноза изменения условий в процессе эксплуатации.

Строительство насыпей подходов к мостам в условиях слабых и неоднородных грунтов основания - сложная задача, которая требует специальных мероприятий, поэтому необходимы соответствующие конструктивно-технологические решения для усиления устойчивости слабых оснований подхода;

- отсутствие водоотвода - одна из причин просадок в зоне сопряжения, поскольку мостовые переходы зачастую располагаются на вогнутых участках продольного профиля и поверхностные воды устремляются по покрытию к мосту, увлажняют земляное полотно, размывают его откосы и конусы, нарушая устойчивость насыпи возле моста [29].

1.4. Способы уменьшения просадок и осадок насыпей на подходах к мостам

1.4.1. Общие замечания

Неровности, возникающие на участках сопряжения мостов с насыпью, вызваны как общими деформациями оснований насыпей на подходах, так и местными деформациями. Таким образом, имеют место осадки, происходящие в результате уплотнения грунтов, вызванного действием собственного веса насыпи и временных подвижных нагрузок. К осадкам добавляются просадки на ограниченных участках сопряжения, вызванные также уплотнением и ведущим к структурным изменениям грунтов [41, 44]. При этом просадки могут быть причиной замачивания грунта или оттаивания в климатических зонах с отрицательными температурами. Во Вьетнаме, где сезонные перепады не переходят через ноль (рис. 1.4), просадки, в основном связаны с замачиванием грунта, а также с динамическим воздействием подвижных нагрузок.

Рис. 1.4. Изменение месячных температур в г. Ханое [46] Общая картина деформаций грунта в зоне сопряжения моста с насыпью, таким образом, выглядит так, как это представлено на рис. 1.5.

19 а)

б)

в)

Рис.1.5. Осадка и просадка насыпи подхода к мосту: а - деформация просадки; б - осадка основания; в - суммарная неровность

Суммарные деформации грунтов насыпи и основания в уровне проезжей части в условиях Вьетнама доходят до 50 см и более [35]. Борются с ними различными способами, которые во многих случаях не приводят к желаемым результатам.

В мировой практике накоплен значительный опыт снижения просадок и осадок грунтов насыпей автомобильных дорог и участков насыпей, сопрягающихся непосредственно с мостами. Все имеющиеся технологии можно подразделить на следующие способы улучшающие: - свойства грунта насыпи;

- свойств грунтов основания;

- конструкцию сопряжения устоев с подходящей насыпью.

Как показывает практика, только сочетание всех перечисленных способов позволяет наилучшим образом решить проблему с неровностями при въезде на мосты.

1.4.2. Способы, улучшающие свойства грунтов насыпи

Согласно исследованию государственного департамента транспорта (США), 80% местных просадок приходятся на участок длиной около 0,6м от устоя моста. Для эффективного преодоления вышеуказанных случаев необходимо контролировать и выбирать грунты насыпей, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют свои свойства при изменении условий эксплуатации. Слои грунтов в теле насыпи должны быть уплотнены до проектного коэффициента уплотнения. Устройство земляного полотна без тщательного уплотнения отсыпаемых слоев не допускается. В соответствии с требованиями норм многих стран коэффициент уплотнения грунта насыпи должен быть не менее 0,98, что соответствует и нормам России [18].

Наиболее распространенным и современным способом улучшения свойств грунтов насыпи является применение армирования геотекстильными полотнами (рис. 1.6).

2

Рис. 1.6. Применение геотекстиля за устоем моста: 1- устой; 2 - переходная плита; 3-полотна геотекстиля; 4 - дренаж

Используя долговечный синтетический материал как арматурный элемент насыпного грунта, удается существенно снизить деформации грунта за устоем. Полотна геотекстиля, расположенные рядами, создают плотную грунтовую конструкцию, снижающую вертикальные перемещения грунта под нагрузками [33]. Однако и в этом случае в сопряжении мостового сооружения с насыпью присутствует деформационный шов, снижающий эксплуатационные качества конструкции сопряжения. Кроме того, деформации грунтового основания никак не снижаются и неровности в уровне проезжей части могут сохраняться.

Другим распространенным способом является использование в теле насыпи георешеток (рис. 1.7). Он целесообразен при слабых и особо слабых грунтах, а также в сложных гидрологических условиях.

Рис. 1.7. Общий вид объемной георешетки

Первые георешетки были разработана в 70-е годы прошлого века на основе исследований лаборатории инженерных войск США для осуществления быстрого сооружения временных дорог для движения тяжелой военной техники по неустойчивым грунтам [17]. Несколькими годами позже началось их коммерческое производство для использования в гражданском строительстве. В настоящее время объемные георешетки широко применяются в дорожном строительстве во многих странах мира.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чан Дай Зунг, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амарян, Л. С. Свойства слабых грунтов и методы их изучения / Л. С. Амарян. - М. : Недра, 1990. - 220 с.

2. Бугров, А. К. Механика грунтов. - Санкт-Петербург : Издательство Политехнического университета, 2011. - 287 с.

3. ГОСТ 25192-2012. Бетоны. Классификация и общие технические требования. - Москва : Стандартинформ, 2015. - 10 с.

4. ГОСТ 32960-2014. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения. - Москва : Стандартинформ, 2015. - 8 с.

5. ГОСТ Р 52748-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. - Москва : Стандартинформ, 2015. - 22 с.

6. Гузненок, С. А. Диагностика дорожных одежд нежёсткого типа методом сложного нагружения : спец. 05.23.11 : дис. ... канд. техн. наук / Гузненок, Сергей Александрович. - Воронеж, 2012. - 147 с.

7. Добров, Э. М. Инженерная геология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений / Э. М. Добров. - М. : Издательский центр «Академия», 2008. -224 с.

8. Журавлев, М. М. Сопряжение проезжей части автодорожных мостов с насыпью / М. М. Журавлев. - М.,: Транспорт, 1976. - 81 с.

9. Зиборов, М. А. Методические указания по проектированию крайних опор автодорожных мостовых сооружений / М. А. Зиборов. - М. : МАДИ, 2016.-104 с.

10. Использование вертикальных reo дрен при возведении земляных сооружений на слабых природных основаниях / ООО «Строй-импульс» : проектирование и строительство. - СПб., 2016.-21 с.

11. Казаков, Д. П. Использование геотекстиля как способ укрепления трелевочных волоков (реферат). - СПб., 2016. - 29 с.

12. Калошина, С. В. Особенности инженерных изысканий и геотехнического моделирования объектов в условиях плотной городской застройки / С. В. Калошина, Е. А. Шаламова, М. А. Безгодов // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2016. - №3. - С. 72-78.

13. Кисляков, А. А. Применение вертикальных дрен при уплотнении слабых водонасыщенных грунтов / А. А. Кисляков, В. П. Грахов, Ю. Г. Кислякова // Интеллектуальные системы в производстве. - 2014. - № 1 (23). С.124-126.

14. Крицкий, М. Я. Земляное полотно автомобильных дорог : дефекты, повреждения и разрушения, их причины, методы профилактики и восстановления: Учебное пособие / М. Я. Крицкий, В. Н. Шестаков. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. - 56 с.

15. Ланис, А. Л. Сопряжение подходных насыпей с мостами и путепроводами / А. Л. Ланис, Д. А. Разуваев, П. О. Ломов // Вестник СибАДИ. - 2016. - № 2 (48). - С. 110-120.

16. Малинин, А. Г. Струйная цементация грунтов / А. Г. Малинин. -М.: Стройиздат, 2010.-165 с.

17. Матвеев, С. А. Использование геосинтетических материалов для армирования дорожных конструкций / Матвеев С. А., Сиротюк В. В. -Ханты-Мансийск : Департамент образования и науки Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, 2010. - 476 с.

18. Медрес, Е. П. Совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпи из EPS - блоков и пенобетона на слабых грунтах : спец. 05.23.11 : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Медрес Евгений Петрович. - СПб., 2013. - 20 с.

19. Медрес, Е. П. Совершенствование технологии строительства комбинированной дорожной насыпи из EPS - блоков и пенобетона на слабых грунтах : спец. 05.23.11 : дис. ... канд. техн. наук /Медрес Евгений Петрович. -СПб., 2013.-200 с.

20. Медрес, Е. П. Эффективность применения технологий строительства дорожных насыпей на слабых грунтах / Е. П. Медрес, С. А. Евтюков // Мир дорог. - 2013. - № 66. - С. 32-34.

21. Методические рекомендации по проектированию и строительству сопряжений автомобильных мостов и путепроводов с насыпью / Союздорнии. - М., 1975. - 33 с.

22. Методические рекомендации по расчету и проектированию вертикальных ленточных дрен при возведении насыпей на слабых грунтах / Союздорнии. - Москва : Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт, 1987. - 24 с.

23. Методические рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов и путепроводов с насыпью / Союздорнии. - М., 1971. - 35 с.

24. Научно-исследовательская работа: Усиление слабого основания насыпи подхода путепровода / АО «Институт «Стройпроект». - Санкт-Петербург, 2019. - 91 с.

25. Нгуен Ван Хиен. Применение интегральных устоев в косых путепроводах в условиях Вьетнама : спец. 05.23.11 : дис. ... канд. техн. наук / Нгуен Ван Хиен. - М., МАДИ, 2019.-166 с.

26. Нгуен Мань Ха. Особенности работы криволинейных путепроводов с интегральными устоями в условиях Вьетнама : спец. 05.23.11 : дис. ... канд. техн. наук / Нгуен Мань Ха. - М., МАДИ, 2019. - 168 с.

27. ОДМ 218.2.006-2010. Рекомендации по расчету устойчивости оползнеопасных склонов (откосов) и определению оползневых давлений на инженерных сооружения автомобильных дорог. - Москва, 2010. - 115 с.

28. Основания, фундаменты и подземные сооружения : справочник проектировщика / под ред. Е. А. Сорочан, Ю. Г. Трофименков. - Москва : Стройиздат, 1985. - 480 с.

29. Пегин, П. А. Обеспечение ровности дорожного покрытия и безопасности движения транспортных средств в местах сопряжения моста с насыпью / П. А. Пегин, А. В. Лапин // Весник МАДИ. - 2012. - № 3 (30). - С. 92-95.

30. Попов, В. И., Нгуен Мань Ха. Влияние схемы криволинейных мостовых сооружений с интегральными устоями на их работу под нагрузками / В. И. Повов, Нгуен Мань Ха // Наука и техника в дорожной острасли. - 2018. - № 2. - С. 24-28.

31. Попов, В. И. Опоры эстакад, транспортных пересечений и развязок : Монография / В. И. Попов. - Чебоксары : ЦНС «Интерактив плюс», 2016. - 120 с.

32. Попов, В. И. Подбор свай интегральных устоев однопролетных путепроводов / В. И. Попов, Т. Т. Фам // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2016. - № 4. С. 20-22.

33. Попов, В. И., Прохоров A.A. Способы сопряжения конструкций путепроводов с насыпями подходов / В. И. Попов, А. А. Прохоров // Научные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации мостов и тоннелей : сборник научных трудов. - М.: МАДИ, - 2014. - С. 34^44.

34. Попов, В. И. Совершенствование конструкции сопряжения путепроводов с насыпью путем применения интегральных устоев / В. И. Попов // Дороги и мосты. - 2014. - № 31 (1). - С. 166-177.

35. Попов В. И., Фам туан Тхань. Просадки насыпи в сопряжении с мостами во Вьетнаме / Фам Туан Тхань, В. И. Попов // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2015. - № 2. - С. 31-32.

36. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах / Росавтодор. - М., 2004. - 252 с.

37. Рубцов, О. И. Преобразование слабых оснований по технологии роторного уплотнения грунтов : спец. 05.23.02 : дис. ... канд. техн. наук / Рубцов Олег Игоревич. - М., 2014. - 141 с.

38. Рыжевский, М. Е. Инженерные методы уплотнения и консолидации грунта на вновь образованных территориях / М. Е. Рыжевский // ДОРОГИ. Инновации в строительстве. - 2014. -№35. - С. 109-112.

39. Соколов, А. Д. Армогрунтовые системы автодорожных мостов и транспортных развязок : Монография. / А. Д. Соколов. - СПб. : ООО Отраслевая медиа корпорация «Держава», 2013. - 504 с.

40. Сонин, В. В. Обзор технологий усиления слабых оснований дорожных насыпей / В. В. Сонин // Актуальные проблемы гуманитарных наук. - 2016. - № 5 (1). - С. 104-107.

41. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. - Москва, 2011.-161 с.

42. СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги. - М., 2012. - 107 с.

43. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. - Москва, 2011. - 346 с.

44. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - Москва, 2005. - 130 с.

45. Строкова, Л. А. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов / Л. А. Строкова // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 313. - № 1. - С. 69-74.

46. Строкова, Л. А. Особенности инженерно-геологических условий г. Ханой (Вьетнам) : Монография / Л. А. Строкова, X. Т. Фи. - Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 336 с.

47. Сушков, С. И. Технология и организация строительства автомобильных дорог / С. И. Сушков, С. М. Гоптарев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2015. - 116 с.

48. ТКП ЕМ 1991-2-2009 (02250). Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 2. Транспортные нагрузки на мосты / Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. - Минск, 2010. - 158 с.

49. ТКП ЕЙ 1991-1-5-2009 (02250). Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1-5. Общие воздействия. Температурные воздействия / Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. - Минск, 2010.-38 с.

50. Уланов, И. С. Обоснование конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей : спец. 05.22.06 : дис. ... канд. техн. наук / Уланов Иван Сергеевич. - М., РУТ (МИИТ), 2019. - 246 с.

51. Фам Туан Тхань. Совершенствование конструкции сопряжения путепроводов с насыпями подходов в условиях Вьетнама : спец. 05.23.11 : дис. ... канд. техн. наук / Фам Туан Тхань. - М., МАДИ, 2017.-169 с.

52. Федоренко, Е. В. Метод расчета устойчивости путем снижения прочностных характеристик / Е. В. Федоренко // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 6 (49). - С. 24-26.

53. Midas Civil : Комплексное решение для расчета и проектирования всех типов мостовых сооружений. - URL : http://ru.midasuser.com/web/ дата обращения 18.05.2019).

54. Plaxis версия 8 справочное руководство. - URL : https://dwg.ru/dnl/3521 (дата обращения: 01.09.2018).

55. AASHTO LRFD - 1998. Bridge Design Specifications. American Association of State Highway and Transportation Officials, 1998.

56. AASHTO LRFD - 2007. Bridge Design Specifications, SI Units, 4th edition, Section 3 Loads and Loads factors, 2007.

57. Ahmed Al-qarawi. The application of EPS Geofoam in mitigating the approach problems in integral abutment bridges : Master of Science Thesis, School of Computing Engineering and Mathematics, Western Sydney University / Ahmed Al-qarawi. - Sydney, Australia, 2016. - 119 p.

58. BA 42/96. The design of integral bridges. - Norwich, 2003. - 20 p.

59. Beju, Y. Z. California Bearing Ratio (CBR) Behaviors of EPS Geofoam: Experimental and Numerical Studies / Y. Z. Beju, J. N. Mandal // 5th International Conference on Geofoam Blocks in Construction Applications. -Springer, 2018. - P. 185-196.

60. Briaud, J. L. NCHRP Synthesis 234 : Settlement of Bridge Approaches (the bump at the end of the bridge) / J. L. Briaud, R. W. James, S. B. Hoffman. -Washington D.C.: Transportation Research Board, 1997. - 81 p.

61. Broms, В. B. Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils / В. B. Broms // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. - 1964. - Vol. 90, issue 3.-P. 123-156.

62. Broms, В. В. Stability of flexible structures (Piles and pile groups). General report / В. B. Broms // Fifth European Conference Soil Mechanics and Foundation Engineering. - Madrid : Sociedad Espanola de Mecanica del Suelo у Cimentaciones, 1972. - Vol.2. - P. 239-269.

63. Design and evaluation of expanded polystyrene geofoam embankments for the i-15 Reconstruction project, Salt Lake City, Utah / S. F. Bartlett, E. C. Lawton, С. B. Farnsworth, M. P. Newman. - Utah : The Utah Department of Transportation, 2012. - 203 p.

64. Design of Geofoam Embankment for the 1-15 Reconstruction. - URL : https://www.slideserve.com/kaspar/design-of-geofoam-embankment-for-the-i-15-reconstruction (дата обращения 07.12.2020).

65. GOUW Tjie-Liong. Типичные ошибки применения Plaxis 2D при расчете котлованов / Tjie-Liong GOUW // Civil Engineering Department, Bina Nusantara University. - URL : https://dwg.ru/b/igos/255 (дата обращения: 01.10.2018).

66. Hollo way, K. P. Illinois integral abutment bridges: Behavior under extreme thermal loading and design recommendations : Master of Science in Civil Engineering Thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign / K. P. Holloway. - Illinois, 2012. - 96 p.

67. Horvath, J. S. Integral abutment bridges : Problems and innovative solution using EPS Geofoam and other geosynthetics / J. S. Horvath. - New York : Manhatten College, 2000. - 148 p.

68. Lock, R. J. Integral Bridge Abutments : Project Report / R. J. Lock. -London, 2002. - 49 p.

69. PD 6694-1: 2011. Recommendations for the design of structures subject to traffic loading to BS EN 1997-1:2004. BSI.

70. Thermal behavior of IDOT integral abutment bridges and proposed design modifications / S. M. Olson, K. P. Holloway, J. M. Buenker [et al.]. -Illinois, USA : University of Illinois, Urbana-Champaign, 2013. - 63 p.

71. Vippagunta, R. Т. Numerical analysis of Geocell reinforced earth retaining wall: Master of Technology, National Institute of Technology / Vippagunta Ravi Teja. - Rourkela, 2015. - 70 p.

72. Y.K. Wong, Joseph. Comparison of drainage line elements in Plaxis 2D and 3D applied in consolidating marine clay deposits. - Singapore : SEIC, 2013. -URL : https://www.vumpu.com/en/document/read/38554028/yk-wong-comparison-of-drainage-line-elements-in-plaxis-2d- (дата обращения: 01.10.2018).

73. 22TCN 18-79. Tieu chuan quy trinh thiet кё cau cong theo trang thai giai han. - Viet Nam, 1979. - 498 tr.

74. 22TCN 262-2000. Quy trinh khao sat, thiet кё пёп duong б to dip tren dit уёи (Tieu chuin thiet кё). - Viet Nam, 2000. - 46 tr.

75. 22TCN 272-05. Tieu chuin thiet кё cm. - Viet Nam, 2006. - 400 tr.

76. Mo hinh hoa va phan tich kit ciu cm v6i Midas Civil (tap 1) / Ngo Dang Quang, Trin Ngoc Linh, Bui Cong Do, Nguyen Trong NghTa. - Ha Noi : Nha xult ban Xay dung, 2008. - 322 tr.

77. Nghien curu giai phap xu ly пёп ducmg dan vao cau tren пёп dat уёи dia ban huyen Tan Thanh, tinh Long An. - URL : https ://xemtaiheu.com/tai-lieu/nghien-cuu-giai-phap-xu-ly-nen-duong-dan-vao-cau-tren-nen-dat-veu-dia-ban-huyen-tan-thanh-tinh-long-an-1109734.html (дата обращения 20.03.2019).

78. Nguyen Phuc Tri. Cm toan kh6i, mot kilu ciu cin duac nghien ciiu ung dung / Nguyen Phuc Tri // "Tap chi Thong tin khao sat thiet кё, s6 1-2003" hoac "Toan tap bao cao khoa hoc, Hoi nghi Khoa hoc Cong nghe Xay dirng Ьёп vrnig cong trinh duong bo, Sim Scm 7/2003".

79. Pham Anh Tuan. Nghien cuu mot so hinh thuc pha hoai cho he coc ket

ГУ r ___ Г w

hop gia cuong luoi dia ky thuat trong gia со пёп dap / Pham Anh Tuan, Do Hun Dao // Khoa hoc ky thuat thuy lai va moi tnrong. - 2016. - № 55. - С 141-148.

80. Phan Quoc Bao. Nghien ciiu giai phap ket cau ban qua do пЫёи nhip cho cong trinh ducmg dau cau dap tren dat yeu / Phan Quoc Bao, Nguyen Viet Trung, Doan Minh Tam // Tap chi Ciu ducmg Viet Nam. - 2014. - № 6. - tr. 11-15.

81. Quyét dinh sô 3095-QD-BGTVT ngày 7-10-2013 Ban hành Quy dinh tam thoi vê các giâi pháp ky thuât công nghê dôi vói doan chuyên tiêp giüa duàng và câu (công) trên duàng ô tô. - Viêt Nam, 2013.

82. TCVN 9355:2012. Gia cô nèn dât yéu bàng bác thâm thoát nuóc. - Hà Nôi, 2012. - 29 tr.