Дороги на слабых грунтах – современные вызовы и решения

Дороги на слабых грунтах –
современные вызовы и решения
Опыт Партнеров ROADEX
Рон Мунро, Менеджер Проекта ROADEX IV
Семинар в рамках проекта «Управление дорогами с низкой
интенсивностью движения в Баренц Регионе»
Рованиеми, 25 апреля 2012
This Project is financed by EU
Дороги на слабых грунтах –
современные вызовы и решения
Содержание:
- Дороги на слабых грунтах в
рамках ROADEX
- «Вызовы и решения"
- Исландский пример
Заболоченная местность
Выторфовка
This Project is financed by EU
Изучение в Исландии
Вызовы и решения:
Торфяные залежи в Северной
Периферии
Болота Пальса
Заболоченная
местность
Верховые болота
Покрывные болота
Заболоченные территории Северной Европы, Succow & Jeschte 1990
This Project is financed by EU
Вызовы и решения
Мировые торфяные залежи:
Источник: Wetlands International
This Project is financed by EU
ROADEX: дороги на слабых грунтах
4 отчета на сайте:
• Отчет ROADEX II, 2005 ”Решение
проблем снижения несущей
способности на дорогах с НИД,
построенных на торфах”
• Руководство ROADEX II, 2005
”Руководство по управлению
сползанием торфяных залежей
при строительстве
малозатратных/ низкоинтенсивных дорог на торфах”
• Резюмирующий отчет ROADEX III,
2006 “Управление проблемами
дорог с НИД, построенных на
слабых грунтах”
• Отчет FCE/SNH, 2010 “Плавучие
конструкции на слабых грунтах”
This Project is financed by EU
Дороги на торфах - eLearning
Содержание:
• Торфы
• Поведение торфов
• Экологические аспекты
• Управление геотехническими
рисками
• Инжиниринговые аспекты
• Исследования и
обследования
• Строительство дорог на
торфах
• Содержание дорог на торфах
• Мониторинг
• Записи
This Project is financed by EU
Дороги на торфах – вызовы и решения
Решения:
Вызовы:
Экологические:- чувствительные зоны
- экология и гидрология
- обычно защищаемые
территории
Защита окр. среды
«не навреди»
Экономические:
Фокус на проблемных
– сокращение бюджетов
– увеличение спроса
зонах
- поиск лучшего показателя Целевые показатели
Инженерные
Инновации
- ослабленное
Понимание природы проблем
земполотно
– высокий УГВ
Процедуры управления рисками
– стабильность
Применение конструкций,
– консолидация
«заточенных под
- осадка
конкретную цель»
- трансп. нагрузка
This Project is financed by EU
Экологические аспекты
• Обычно защищаемая
территория/экология/среда обитания
• Чувствительность к изменениям гидрологии
• Вмешательство
• Загрязнение
• Строительство
• Водоотвод
This Project is financed by EU
BBC Scotland
Дороги, построенные на торфах
Водоотвод/гидрология:
Управление поверх. водами
Плавучая конструкция без канав
0.3m
2.0 m
Устройство трубы на геосетке
Широкие канавы вместо глубоких
Подвес трубы на геосетке
Трубы большего диаметра для ускорения
осадки
This Project is financed by EU
Канава с каменным материалом, обернутым
геотекстилем
Водоотвод/гидрология – существующие
дороги
Эффект плавучести
18кН/м³
Дорога на прочном основании
18кН/м³
10кН/м³
Плавучая конструкция
18кН/м³
10кН/м³
Влияние дрен на плавучую конструкцию
P Carlsten SGI
This Project is financed by EU
Экономические аспекты
Многополосная автомагистраль
• Класс дороги
• Расчетная скорость/
толерантность
• Транспортные
нагрузки
• Время и бюджет
Магистраль с разделительной полосой
Двухполосная дорога
This Project is financed by EU
Однополосная дорога
Бюджет/календарный график:
Заблаговременные земляные работы до
строительства – прибавьте 3 года
2-полосная дорога в Исландии,
построенная методом пригрузки– 1 год
This Project is financed by EU
Вертикальный дренаж для скоростной
осадки – прибавьте €€€€€
Низкоинтенсивная дорога к ветрякам
– немедленная нагрузка 150т
грузовиками
Инженерные аспекты
- преимущественно вода + фрагменты отмерших
растений
- до 95% воды, влажность до 2000%
- переменное сопротивление сдвигу, от 2 кПа до 40
кПа
- первоначальное уплотнение, последующее сжатие
- осадка и деформация
->Сложный материал для дорожного строительства
This Project is financed by EU
Инженерные аспекты
Методы строительства:
H
Surcharge
Level of future road
1:
1
Original ground surface
Peat
H
Rock Fill
Embankment Fill
Consolidated Peat
Firm Layer
Firm Layer
Полная
выторфовка
Смещение торфа в
сторону
Geotextile
Embankment Fill
Embankment Fill
Peat
Замена торфа
This Project is financed by EU
Firm Layer
Без выторфовки
Инженерные аспекты
Планирование работ – выторфовка
промерзшего торфа зимой
Восстановление дороги на торфе
Дополнительная нагрузка –
дополнительная осадка
This Project is financed by EU
Что делать с грунтом после
выторфовки?
Уширение дороги на торфе
Как гармонизировать работу
существующего и нового участка
Кейс Стади:
“Пример пригрузки в Исландии”
Типичный поперечный профиль
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки
6.0м дорога
17.0m
13.25m
3.75m
0.75
20см верх. слой основания
30-70см слой основания
Нижний слой основания
(песок/гравий/морена)
This Project is financed by EU
3.75m
6.0m
0.75
Исландский метод пригрузки
Дополнительные боковые канавы
17.0м
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Грунтовые исследования
Буровые скважины через 20м на участках залегания торфа
Бурение путем поочередного вращения и вдавливания с постоянной
скоростью
Требуется применение силы для вытаскивания бура и отбора пробы
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Грунтовые исследования – буровая
установка
3м/мин
25
об/мин
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Грунтовые исследования – выемка образца
ненарушенной структуры
100мм диаметр трубки
для отбора образцов
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Лабораторные испытания
Одометр/компрессиометр
P0
Pc
p

M
m
cv
rs


горное давление
доконсолидационное
давление
дополнительное
давление
суммарное напряжение
Условный модуль
к-т изменения объема
к-т консолидации
напряжение при сдвиге
плотность
напряжение
This Project is financed by EU
образец:
h= 12 см
d= 7 см
Исландский метод пригрузки:
Оценка осадки – метод Янбу
Осадка рассчитывается как для упругого
материала в доконсолидационный период ,
Pc, по формуле:
P0  P
H

c    dz

P0
0
 P

M M
Для участков с естественным залеганием торфа
P0   P
H
 c   dz
 
0
This Project is financed by EU

P0

1
P  P

 ln 0
m 
m
P0
Исландский метод пригрузки:
Метод пригрузки
пригрузка
время
преднагру
жение
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки
Метод пригрузки – таблица суммарной прогнозной
осадки
Road section
510-01 Borgarfjarðarbraut to Vatnshamraleið
Section
M
Depth
of Fill
m
Depth
of Peat
m
9100
9120
9140
9160
9180
9200
9220
9240
9260
9280
9300
9320
9340
9360
9380
9400
0.98
2.32
3.27
2.77
2.02
2.02
1.64
1.69
1.75
1.05
2.68
1.42
1.52
1.43
1.33
1.56
0.80
1.40
1.70
1.50
1.50
1.20
1.60
2.90
1.70
0.50
2.50
2.90
2.60
2.90
2.40
2.40
Primary Secondary
Total
Preload
consolid compress settlement
m
m
m
m
0.11
0.40
0.59
0.47
0.40
0.31
0.37
0.77
0.42
0.07
0.82
0.70
0.64
0.70
0.54
0.59
0.11
0.15
0.16
0.15
0.16
0.13
0.17
0.26
0.18
0.08
0.21
0.27
0.25
0.27
0.24
0.23
0.22
0.55
0.74
0.62
0.56
0.45
0.55
1.03
0.60
0.15
1.03
0.97
0.89
0.97
0.78
0.82
0.66
This Project is financed by EU
0.11
0.20
0.25
0.21
0.21
0.17
0.21
0.36
0.23
0.08
0.33
0.36
0.33
0.36
0.30
0.30
Area
Volume
m2
m3
30%
50%
70%
90%
1.87
6.02
9.56
7.40
5.82
4.67
5.32
10.12
5.90
1.26
12.12
9.00
8.39
9.04
7.05
7.88
37.49
120.41
191.16
148.06
116.36
93.37
106.38
202.35
117.99
25.17
242.33
180.00
167.82
180.85
141.01
157.52
0.0
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.4
0.1
0.0
0.3
0.4
0.3
0.4
0.3
0.3
0.1
0.3
0.4
0.3
0.3
0.2
0.4
1.2
0.4
0.0
0.9
1.2
0.9
1.2
0.8
0.8
0.2
0.5
0.8
0.6
0.6
0.4
0.7
2.3
0.8
0.1
1.7
2.3
1.9
2.3
1.6
1.6
0.4
1.2
1.7
1.3
1.3
0.9
1.5
5.0
1.7
0.1
3.7
5.0
4.0
5.0
3.4
3.4
6450.98
Cosolidation time in days
width Length
increase
of
m
hose
0.08
0.30
0.44
0.35
0.30
0.23
0.28
0.58
0.32
0.05
0.62
0.53
0.48
0.53
0.41
0.44
9.4
13.5
16.3
14.8
12.6
12.6
11.4
11.6
11.7
9.7
14.5
10.8
11.1
10.8
10.5
11.2
Исландский метод пригрузки:
План пригрузки для ускорения осадки
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Измерение величины осадки датчиком давления
Гидростатический профилометр CONSOIL
- Полиэтиленовая трубка с портативным датчиком
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Измерение осадки датчиком давления
Полиэтил. трубка
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Время – фиксирование величины осадки
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Время – фиксирование величины осадки
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Установка трубки
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Контрольная трубка для определения исходных
параметров на поверхности торфяной залежи
This Project is financed by EU
Исландский метод пригрузки:
Контрольный стержень для определения осадки
This Project is financed by EU
Рекомендации ROADEX:
-
-
-
Выявление причин проблем в
результате обследований
Понимание процессов, приводящих к
возникновению проблем
Применение инновационных подходов
–поиск адресных решений для решения
конкретной проблемы
Следование принципу «не навреди»
Фиксирование всех обстоятельств,
информирование партнеров даже в
случае неудачи!
This Project is financed by EU
Спасибо за внимание!
www.ROADEX.org
This Project is financed by EU