Укрепление и защита земляного полотна в Санкт-Петербурге

Земляное полотно — это грунтовое основание, на котором сооружается автомобильная или железная дорога. Оно испытывает давление дорожной одежды автомобильного или верхнего строения железнодорожного путей, статические и динамические нагрузки, создаваемые движущимся тяжеловесным транспортом, атмосферные воздействия в виде перепадов температур, переменных ветров, осадков из дождя и снега.

Для чего необходимо укрепление земляного полотна?

Укрепление и защита земляного полотна в СПб и ЛО является важнейшей задачей строительства дорог. Для её осуществления грунты тщательно изучают, укрепляют, заменяют, осушают, отводят грунтовые воды, защищают от осадков водоотводными сооружениями.

Земляное полотно может подвергаться следующим деформациям:

• оползням, сдвигам, провалам и обвалам;
• оседаниям, расползаниям и выпираниям;
• размывам и подмывам;
• пучинам и осыпям.

Главным врагом земляного полотна является вода. Так, слабые глинистые грунты, достаточно прочные в сухом виде, при увлажнении превращаются в пластичную и текучую массу, легко сдвигающуюся в виде оползня.

Другие грунты, обычно устойчивые, при насыщении их влагой и под действием ударных и вибрационных нагрузок становятся подвижными. Плохо ведут себя грунты, подверженные объёмным и прочностным изменениям при замерзании и оттаивании. Ошибки проектировщиков или исполнителей в отношении таких грунтов могут приводить к катастрофическим последствиям.

Основные меры по стабилизации, защите и укреплению земляного полотна в отношении грунтовых и атмосферных вод включают в себя следующие мероприятия:

1. устройство надёжного поверхностного стока;
2. отвод грунтовых вод или понижение их уровня;
3. защиту полотна от воздействий атмосферы;
4. строительство необходимых защитно-регулирующих сооружений;
5. укрепление грунтов.

Во время эксплуатации специальные службы должны осуществлять контроль над эффективной работой всех систем водоотведения и отсутствием инфильтрации воды в земляное полотно через дефекты водоотводных устройств.

Специальные операции по укреплению земляного полотна

Если удаление слабого грунта с заменой его более прочным невозможно или экономически нецелесообразно, используют специальные способы укрепления местных грунтов. К ним относятся цементация, силикатизация, клинкеризация и электрохимическое закрепление.

При цементации в грунт нагнетают под давлением жидкий цементный раствор, который затвердевает в порах и трещинах, делает его более прочным. Таким способом упрочняются трещиноватые скальные породы.

Силикатизация представляет собой поочерёдное нагнетание в грунт жидкого стекла и раствора хлористого кальция. Химические реакции между этими веществами приводят к окаменению грунта, водонепроницаемости и повышению несущей способности.

Клинкеризация — это термическая обработка грунта, обжиг глин и тяжёлых суглинков. Обжиг приводит к обезвоживанию и потере способности к впитыванию воды, что существенно упрочняет грунт.

При электрохимическом закреплении через грунт пропускают ток большой силы. Молекулы воды при этом перемещаются к катоду, и зона вокруг анода осушается. При этом грунт упрочняется, увеличивается его сопротивление размокаемости. Метод применяют для глинистых грунтов и мелких песков.

Укрепление земляного полотна автомобильных и железных дорог проводят также:

• засевом травами;
• одерновкой;
• каменными отсыпями;
• каменным мощением;
• железобетонными плитами;
• древесно-кустарниковыми насаждениями.

Конструкцию укрепления земляного полотна в каждом конкретном случае разрабатывают специалисты, имеющие технический опыт в сооружениях подобного вида.