Геосинтетические материалы для армирования и стабилизации грунта: примеры и результаты использования

Актуальность проблемы, связанной с надежной инженерной защитой объектов транспортной инфраструктуры, обусловлена, главным образом, негативным влиянием гидрологических и геологических факторов. Так, например, размыв берегов и объектов, находящихся в непосредственной близости к зонам воздействия воды, влечет за собой потенциальные риски деформации конструкций инженерных сооружений. То же касается и возведения объектов в местах с наличием заболоченных, заторфованных, переувлажненных грунтов, а также на территориях, которые представлены слабыми грунтами, такими как илы, глины, суглинки.

Грунтовые слои, имеющие различный состав и происхождение и не получившие в естественных условиях достаточного уплотнения, принято называть слабыми - и именно они зачастую являются основной причиной деформаций конструкций построенных или еще строящихся объектов. В настоящее время с целью избежать подобных рисковиспользуются геосинтетические материалы (ГМ). О том, какие мероприятия, конструкции и виды ГМ в решении данных задач особенно эффективны, рассказал корреспонденту журнала «Дорожная держава» Константин Игоревич ВАЧНАДЗЕ, директор по развитию компании «Сотерра Инжиниринг» (ранее - Tensar).

- Компания «Сотерра Инжиниринг», которая является полноправным преемником технологии Tensar на территории России и стран СНГ, сохраняет традиции высокого качества геосинтетических изделий, которые используются в разных отраслях промышленности и строительства. Расскажите, в первую очередь, о технологиях компании, которые применяются при проведении мероприятий, направленных на укрепление берегов искусственных или естественных водоемов от воздействия течения, осадков, почвенной эрозии, проседания грунта.

- Для решения задачи по берегоукреплению и защите прибрежных территорий от эрозионных процессов в нашем арсенале имеются различные технические решения. Все они базируются на использовании геосинтетических материалов (ГМ). Выбор же конкретного решения зависит от природных условий, требований заказчика и законодательства в области технического регулирования.

Технологии укрепления прижимных участков насыпей от размывов сегодня включают широкий спектр геосинтетических материалов. Это могут быть различные виды георешеток, геоматов, геомембран. Эти материалы дают возможность защитить подошву насыпи от подмыва, динамических нагрузок во время ледохода, а также защитить откосы. Зачастую такие решения применяются и при формировании оголовков водопропускных труб и тоннелей.

Специалистами нашей компании для решения непростых технологических проблем, связанных с защитой от размыва берегов, русел рек и т.д., была разработана система матрасов «Тритон». «Тритон» представляет собой каркасную оболочку из пластмассовой георешетки, которая заполняется каменным материалом. Он доставляется уже в собранном виде, и его укладка осуществляется прямо на месте с помощью простых подъёмных механизмов. Матрас эффективно защищает от размыва в сложных условиях. Это подтверждено успешными натурными испытаниями на гидравлическую устойчивость, которые проводились в Университете штата Колорадо, а также доказано на практике. По этой технологии реализовано множество проектов, которые успешно эксплуатируются многие годы и даже десятилетия.

- Поскольку наш отраслевой журнал связан с дорожным строительством, хотелось бы подробнее узнать о деятельности ООО «Сотерра Инжиниринг», которая касается именно этой сферы.

- Дорожная отрасль является основным заказчиком наших технологий! Современные решения по армированию и стабилизации грунтовых оснований геосинтетическими материалами, а также технологии повышения эксплуатационных характеристик конструктивных слоев оснований дорожных одежд и асфальтобетонных покрытий во многом были разработаны с участием наших инженеров.

Современные требования по сроку службы транспортных сооружений в условиях растущей интенсивности движения требуют от отрасли пересматривать НТД и применять качественные материалы. Если учесть, что стоимость на ресурсы неуклонно растет, то строительство качественной дорожной инфраструктуры и ее содержание требуют все больше финансовых и трудовых затрат. Наша компания на протяжении уже почти тридцати лет помогает сократить эти затраты за счет внедрения в дорожные конструкции высококачественных жестких пластмассовых георешеток, которые мы производим в России.

Нашими инженерами разработаны отлично зарекомендовавшие себя решения, которые повышают несущую способность искусственных оснований на слабых и просадочных грунтах, сокращают толщину конструктивных слоев дорожных одежд, включая слои асфальтобетона, повышают прочностные характеристики конструктивных слоев. Все это позволяет сократить затраты на ремонт и содержание и увеличить срок службы дорожных покрытий жесткого и нежесткого типа. Для этих решений, как правило, используется трехосная георешетка производства компании Сотерра Инжиниринг (ранее Tensar) - TriAx. Этот вид георешетки успешно зарекомендовал себя в конструкциях.

Большое количество полномасштабных испытаний и мониторинг существующих объектов позволили усовершенствовать данную продукцию, хорошо изучить ее свойства и получить необходимые численные значения для конструирования в соответствии с действующими нормативными документами. Принцип работы георешеток TriAx заключается в ограничении дилатансии частиц инертного материала за счет его заклинки в идеально подобранных по размеру и форме ячейках жесткой георешетки.

Этот эффект позволяет создать жесткий «квази-монолитный» композит с высокими прочностными характеристиками, который обеспечивает равномерное распределение нагрузки на подстилающий грунт. За счет этого снижаются и становятся равномерными осадки, в разы уменьшается накопление остаточных деформаций, снижаются касательные напряжения. И, самое главное, достигается прямая экономия на объемах затраченных строительных ресурсов.

- Сегодня технология армирования геосинтетическими материалами широко используется в РФ. Построены несколько заводов, которые производят разного вида георешетки. Некоторые внешне очень напоминают то, что производите вы. Можете ли как-то это прокомментировать?

- Да, вы абсолютно правы. Хорошо, что мы работаем в конкурентной среде, и у покупателя есть выбор: покупать качественную, десятилетиями зарекомендовавшую себя продукцию, или отдать предпочтение чему-то более дешевому. Как мы уже говорили, наша продукция – это результат многочисленных полномасштабных исследований. Первые испытания наша компания провела в 1981 году, и далее мы не прекращали работать в области изобретений, апробаций и внедрения. Таким образом, мы являемся флагманом отрасли по эффективности материала и соответствуем всем самым высоким стандартам качества. Мы предлагаем убедиться в этом всем желающим, для чего регулярно проводим семинары, вебинары, приглашаем заинтересованных партнеров посетить наше производство и лаборатории в Санкт-Петербурге, проводим экскурсии для специалистов по построенным объектам. В нашем арсенале есть набор неопровержимых аргументов, доказывающих эффективность георешеток производства «Сотерра Инжиниринг» и их уникальность.

Все это помогает нам успешно конкурировать на рынке и увеличивать продажи. На самом деле потенциальный спрос на применение геосинтетических материалов в России и странах СНГ намного больше. Помимо нашей дорожной отрасли, в которой уже надежно укрепился тренд на инновации, существуют и такие, где о геосинтетике не знают если не совсем, то почти ничего. Наша задача – распространить знания и передать опыт об этих технологиях по всем уголкам нашей Родины.

- Есть ли в компании эффективные решения по увеличению службы асфальтобетонных покрытий? Насколько они эффективны?

Асфальтобетон – это первое и единственное, что видит пользователь автомобильных дорог. Именно по состоянию покрытия судят о работе дорожников. Качественное покрытие уже привыкли не замечать – это во многих регионах страны уже как само собой разумеющееся. А вот если качество оставляет желать лучшего, то тут же начинают выражать недовольство.

По этой причине слоям покрытия уделяется много внимания, и с ним готовы экспериментировать в самую первую очередь. Мы в этих экспериментах участвуем регулярно с 1985 года, привлекая ведущие исследовательские институты и лучших специалистов. Благодаря этому мы многое изучили, знаем, какие типы деформаций развиваются в асфальтобетоне, почему они возникают и как с ними можно бороться с помощью георешеток. В зависимости от проблемы мы можем предложить то или иное ее решение. Так, например, при проблематике усталостных, температурных, отраженных трещин очень хорошо зарекомендовали себя георешётки на основе высокомодульного стекловолкна, полиэфира, арамида. В то время как при образовании колеи своё неоспоримое превосходство доказывают жесткие пластмассовые георешётки, применение которых позволяет снизить толщину асфальтобетонного слоя и сократить количество слоев. Инженеры компании «Сотерра Инжиниринг» круглосуточно готовы оказывать консультативную помощь и предоставлять расчеты в зависимости от характера разрушений покрытия, интенсивности и состава транспортных средств, давать рекомендации по применению того или иного армирующего материала. Стоит отметить, что одним из архиважных условий успешного использования георешеток для увеличения срока службы является соблюдение технологии укладки. Наши специалисты часто выезжают на место укладки и помогают освоить эту технологию подрядным организациям.

Ко всему вышесказанному следует добавить, что решения компании «Сотерра Инжиниринг» дают возможность устраивать прочные и долговечные дорожные одежды разных типов. Механически стабилизированный щебень или ЩПС обеспечивают лучшую поддержку монолитных и сборных покрытий, по сравнению с каменным материалом без георешетки. При этом прочность и плотность полученного искусственного основания не снижаются в течение длительного срока службы.

- Существуют ли конкретные примеры уже проведенных компанией «Сотерра Инжиниринг» мероприятий по стабилизации слабых оснований?

- Таких мероприятий было проведено великое множество (более 10 тысяч проектов за время работы компании с 1996 года), и в их числе – практически все построенные и реконструированные трассы: ЗСД, ЦКАД, СПАД, строительство транспортной инфраструктуры в рамках проведения Зимней Олимпиады в г. Сочи и Чемпионата Мира FIFA 2018. Из недавних интересных примеров - работы на первом этапе строительства дороги Марьино-Саларьево, находящейся уже в Новой Москве. Дорога призвана обеспечить непрерывное движение автотранспорта от Киевского до Калужского шоссе параллельно МКАД, соединив между собой два района столицы и подмосковный город Видное. При использовании этой трассы автомобилистам не придется выезжать на МКАД.

В основании этой автомобильной дороги техногенные грунты. Выемка влечет за собой опасность обрушения откосов. Альтернатива – перенос оси дороги, при которой возникает множество проблем. Благодаря нашей технологии удалось минимизировать выемку, обеспечить устойчивость откосов, проложить ось дороги в границах предусмотренного землеотвода. Эти мероприятия позволили сэкономить более 1 млрд рублей.

Системы и технологии компании «Сотерра Инжиниринг» отличаются не только экономической эффективностью, но и скоростью проведения работ по сравнению со стандартными методами (что и подтверждается конкретными примерами), а также гарантированно длительным сроком службы того или иного объекта в дальнейшем.

Статья опубликована в журнале "Дорожная Держава" в октябре 2023 г. Беседовала Светлана Пичкур.