Армирование грунтов основания вертикальными столбами из щебня в криолитозоне

Стабилизация многолетнемёрзлых грунтов основания земляного полотна, сооружаемого с допущением оттаивания, за счёт улучшения их прочностных характеристик требует разработки и выбора рациональных конструктивно-технологических решений.
Целью исследования является анализ эффективности использования вертикальных столбов из щебня в криолитозоне и их влияния на прочностные характеристики грунтов основания. В исследовании использовались общенаучные методы, моделирование и сравнительный анализ.
Предлагается метод улучшения прочностных свойств грунтов основания земляного полотна на участке Обская–Салехард Северного широтного хода за счёт армирования вертикальными столбами из щебня, что повышает устойчивость сооружения.
Обосновывается принципиальная технологическая схема сооружения земляного полотна, которая включает в себя следующие основные этапы: подготовительный этап, 1 стадия – устройство вертикальных столбов из щебня и щебёночной подушки, 2 стадия – дополнительное уплотнение виброкатком в случае несоответствия устойчивости несущей способности и осадки основания нормам эксплуатации.
Выполнено моделирование исследуемого объекта транспортной инфраструктуры как без использования технологии армирования вертикальными столбами из щебня, так и с её применением. Рассчитан коэффициент устойчивости иполучена теоретическая поверхность обрушения насыпи с использованием программных комплексов Midas GTS NX и Plaxis 2D. Проверка устойчивости данного сооружения велась как в плоской, так и в трёхмерной постановке.
Показана эффективность использования вертикальных столбов из щебня для усиления насыпей, сооружаемых на многолетнемёрзлых грунтах.

транспорт, железная дорога, земляное полотно, Северный широтный ход, многолетнемёрзлые грунты, вертикальные столбы из щебня, устойчивость насыпи, строительство

1. Роман Л. Т. Механика мёрзлых грунтов. – М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. – 426 с.

2. Цытович Н. А. Механика мёрзлых грунтов – М.: Высшая школа, 1973. – 446 с.

3. Pivarč J. Stone columns – determination of the soil improvement factor // Slovak journal of civil engineering. – Vol. XIX, 2011. – № 3. – рp. 17–21.

4. Priebe H. J. Design of vibro replacement / Ground Engineering, 1995. – Dec. – pp. 31–37.

5. Положительное заключение государственной экспертизы № 89-1-4-0465-12. Проектная документация и результаты инженерных изысканий (строительство новой железнодорожной линии Обская–Салехард). – Салехард, 2012. – 91 с.

6. Шахунянц Г. М. Земляное полотно железных дорог. Вопросы проектирования и расчёта: Учеб. пособие. – М.: Трансжелдориздат, 1953. – 828 с.

7. Выполненные проекты компаний с применением Midas GTS NX. Новый уровень геотехнических расчетов. – Москва, 2017. – 73 с.

8. СП 238.1326000.2015. Железнодорожный путь. – Москва, 2015. – 71 с.

9. Пособие по расчётам Midas GTS NX. – М., 2015. – 306 с.

10. Plaxis 2D. Руководство пользователя. – СПб: «НИПИнформатика», 2012. – 182 с.

11. ЦП 544. Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути. – М.: Транспорт, 2010. [Электронный ресурс]: https://epk-rzd.ru/wp-content/uploads/2015/09/CP-544.pdf. Доступ 22.04.2019.

12. Salahi A., Niroumand, H., Kassim K. Evaluation of stone columns versus liquefaction phenomenon / Scientific World Journal. – 2015. – № 20. – рp. 739–759.