Решетка долговечности. Быстрее, дешевле и качественнее: неужели правило «Голливудского треугольника» не работает?

Использование современных технологий позволяет снизить сметную стоимость строительства, сократить сроки возведения объекта и при этом увеличить межремонтные интервалы. С помощью каких материалов и как можно добиться таких результатов, опровергнув высказывание известного кинорежиссера Джима Джармуша: «Быстро, дешево и хорошо – из этих трех вещей нужно всегда выбирать две»?

Сегодняшние обстоятельства требуют от специалистов дорожного строительства возводить объекты не только качественно, но и в максимально сжатые сроки с минимальными финансовыми затратами. Выполнить эту непростую задачу помогают современные материалы - георешетки, с использованием которых возводятся долговечные устои мостов с раздельными функциями, подпорные стены, конструкции дорожной одежды капитального типа на объектах транспортной инфраструктуры, а также временные участки, технологические проезды и площадки для размещения тяжелой техники. При этом расчеты конструкции с геосинтетическими материалами выполняются под каждый конкретный проект и учитывают как геологические данные и требуемые характеристики конструкции, так и свойства и поведение в этих условиях конкретных геосинтетических материалов, так что их замена не рекомендуется. На примере нескольких знаковых федеральных объектов покажем, какой выгоды удалось достичь благодаря использованию геосинтетических материалов производства «Сотерра Инжиниринг» (ранее – Tensar).

Армогрунтовые системы мостов

При работах на Центральной кольцевой автодороге (ЦКАД), Скоростной платной М-11, трассе М-3 и целом ряде других федеральных объектов использовались армогрунтовые системы Сотерра Инжиниринг в составе искусственных сооружений, что позволило сократить время строительства на 42%. Что позволило достичь таких показателей?

Дело в том, что использование армогрунтовых систем выгодно отличается от традиционных решений, так как не предполагает большого количества работ по бетонированию, а именно они в совокупности дают высокую стоимость и длительность возведения каждого из сооружений. Использование армогрунтовых систем позволяет сократить срок строительства минимум на 20%, что в результате дает финансовую экономию на уровне 23%. Кроме того, подрядчик получает возможность выходить на объект в любое время года и производить работы изнутри искусственного сооружения, что дает возможность строить в стесненных условиях. Еще большую экономию по времени возведения (-26%) можно получить при использовании армогрунтовых устоев диванного типа. Таким образом, материал позволяет суммарно сократить срок строительства сооружения на 40-50%. Одновременно с этим заказчик экономит на железобетоне и инертных материалах (-28%), использование которых в большом количестве предполагают традиционные варианты устройства искусственных сооружений.

Двусторонние подпорные стены

В последние годы на крупных федеральных стройках заказчики предпочитают использовать армогрунтовые системы компании «Сотерра Инжиниринг» также и при строительстве продольных стен, выбирая данную технологию на замену привычным железобетонным подпорным стенам на сваях и габионам.

В одном из проектов изначально заказчик планировал использовать решение с железобетоном, которое на момент расчетов оценивалось в 614,7 млн рублей. Однако позже остановил выбор на материале и технологии «Сотерра Инжиниринг», так как ее использование сокращало затраты в два раза - до 286 млн рублей. При этом увеличивалась  скорость проведения работ за счет ухода от забивки свай, что в общей сложности позволило возвести объект на полгода быстрее.

В качестве замены классических габионов многие заказчики выбирают армогрунтовые системы с облицовкой геопанелями из стальной сетки, которые позволяют не только сокращать до 16% от стоимости, но и дополнительно армировать левую и правую стенку, чтобы минимизировать риски обрушения в будущем.

Откосы крутого заложения

Армогрунтовые системы выгодно себя показывают и в случаях, когда необходимо обустроить крутые откосы. Ниже приведено сравнение решений, где заказчику пришлось работать со склоном высотой 50 м. Ситуацию усугубляло и невысокое качество местного грунта. По первоначальным расчетам пришлось бы строить пологий откос с объемом грунта засыпки около 3000 куб.м. на 1 погонный метр. Армированный по технологии «Сотерра Инжиниринг» откос оказался на 15% дешевле, его можно было сделать более крутым, для него требовалось в 2 раза меньше грунта засыпки и он оказался гораздо быстрее в возведении.

Конструкции дорожной одежды промышленного назначения

Как расчеты, так и практика показывают, что использование геосинтетики позволяет дорожной одежде сохранять высокие эксплуатационные показатели на протяжении всего срока службы за счет эффекта механической стабилизации и разделения слоев. 

Более того, различные виды георешеток дают возможность заказчику варьировать объемы используемых инертных материалов при возведении участков. Так, например, при строительстве дороги промышленного назначения подрядчик без ущерба для показателя модуля упругости сократил слой щебня на 16 см, песка - на 3 см, а глубину выемки - на 19 см, оптимизировав проект с использованием материала и расчетов «Сотерра Инжиниринг» (Tensar). Только за счет сокращения объема материалов удалось сохранить 15 млн руб., а за счет сокращения глубины выемки (затраты на ГСМ, амортизацию, оплату труда и утилизацию грунта) - еще 11 млн руб. Кроме того, конструкция была завершена на 20% быстрее, что позволило сдать объект вовремя.

Участки слабого основания

Интерес представляет сравнение устройства плоского матраса с выемкой и заменой грунта. Плоский матрас – это композитный материал, образованный в результате заклинки крупнозернистого материала в ячейках георешеток, укладываемых в один или несколько слоев, обладающий повышенными механическими характеристиками и сдвигоустойчивостью. Расчеты показывают, что при необходимости выемки 40-50 см грунта и более, выгоднее использовать плоский матрас «Сотерра Инжиниринг» (Tensar), чем традиционные решения. Однако, экономия возможна и при необходимости менее глубокой выемки. Например, при строительстве автодороги в Москве на площади участка с техногенными грунтами (240 тыс. кв. м) плоский матрас «Сотерра Инжиниринг» позволил суммарно сэкономить 206 млн. руб. и на 12% ускорить процесс производства работ.

Как правило, плоский матрас используется для насыпей высотой менее 3м. Для устройства более высоких насыпей компания применяет технологию сотового геоматраса - конструкцию из связанных между собой ячеек одноосной и гексагональной георешеток, формируемых непосредственно на слабом грунте и заполненных каменным материалом. Сотовый геоматрас формирует жесткую платформу высотой 1 м. в основании насыпи, которая выравнивает и снижает величину осадки, предотвращает выпор слабого грунта основания, повышает его несущую способность, позволяя ускорить скорость отсыпки грунта. Такая конструкция применялась на ряде объектов, включая М-55 «Байкал», КАД в Санкт-Петербурге, Р-21 «Кола» и др. Например, при строительстве КАД сотовый матрас оказался в 6 раз дешевле первоначального варианта, рассматривавшегося заказчиком:

В целом, сотовые геоматрасы помогают увеличить несущую способность основания, устойчивость насыпи и существенно ускорить процесс консолидации основания и осадки насыпи.

За почти 30 лет геосинтетика производства «Сотерра Инжиниринг» доказала свою эффективность и востребованность на отечественном рынке дорожного строительства. Профессионалы ценят данные технологии за возможность без ущерба качеству сокращать объемы используемых инертных материалов, уходить от дорожающего железобетона и проводить работы круглогодично, что особенно важно при сжатых сроках возведения объектов.

Статья опубликована в журнале "Автомобильные дороги" в июне 2023 г.