Меловые грунты, образовавшиеся де­сятки и даже сотни миллионов лет назад, коварны — они имеют свой­ства, которые становятся причиной головной боли для строителей. Ка­жется, что мел — достаточно твердый мате­риал, но стоит ему соединиться с водой, и он разбухает, теряет форму и становится рас­сыпчатым. Там, где есть большие меловые массивы, образуются карсты — подземные пустоты, которые могут обрушиться и образовать поверхностные провалы. Поэтому мел — весьма ненадежное основание. Так, например, в Белгородской области есть рай­оны, где залегают меловые грунты. Там не­редки случаи деформации зданий, появле­ния трещин и разрывов на стенах, осадки и провалов грунта.

Размещение линейных объектов, прежде всего, дорог, на участках с развитием карста, допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообраз­ности их обхода. Тогда в ход идут определенно­го рода технологические мероприятия по укреплению несущей способности меловых грунтов. Именно с такими сложностями стол­кнулись дорожники, строящие сейчас обход села Лосево и города Павловска на трассе М-4 «Дон» (633-й—715-й км) в Воронежской обла­сти. Как же решается там эта проблема?

После получения положительного заклю­чения Госэкспертизы были утверждены некоторые нормативные документы, в частности, отраслевая дорожная методика (ОДМ) 218.2.078-2016 «Методические рекомендации по выбору конструкции укрепления откосов земляного полотна автомобильных дорог об­щего пользования», а также ОДМ 218.2.049-2015 «Рекомендации по проектированию и строительству габионных конструкций на ав­томобильных дорогах». Согласно этим доку­ментам, для предупреждения нарушения местной устойчивости откосов и склонов, сло­женных водонеустойчивыми грунтами, пере­ходящими при увеличении влажности в теку­чее состояние (мел низкой прочности), а так­же для защиты их от водно-ветровой эрозии, рекомендуется укрепление их с помощью га­бионных конструкций. А в случаях, когда тре­буется предотвратить фильтрацию поверх­ностных вод через габионные конструкции, необходимо укладывать водонепроницаемую полимерную пленку, защищенную с обеих сто­рон.

Таким образом, конструкция, применяе­мая для укрепления откосов земляного по­лотна на участках залегания мела низкой прочности, состоит из выравнивающего слоя песко-цементной смеси средней толщиной 0,35 м, гекомпозитного мата (гидромат) с предельной продольной прочностью на раз­рыв не менее 20 кН/м и матраца «Рено» толщиной 0,17 м. Устойчивость конструкции обеспечивается за счет упоров и верховых удерживающих элементов.

Комментарий:

Эдуард Исаенко, доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильные и железные дороги» Белгородского государственного технологического университета: «Меловые основания могут размываться постоянными подземными водотоками, которые часто встречаются при трассировании дорог по долинам рек. Образуются подземные полости, а грунтовый свод над ними не всегда прочен и не может выдерживать динамическое воздействие. На участке Горьковской железной дороги между Нижним Новгородом и Петушками есть немало карстовых полостей в основании насыпей. Скорость поездов на них ограничивалась до 40-60 км/ч, что не позволяло выполнить задание МПС СССР — доехать на поезде из Нижнего Новгорода в Москву за 3 часа.

Чтобы обеспечить безопасное и бесперебойное движение над карстовыми полостями, было решено заложить в верхнюю часть деформирующихся насыпей сборное мостовое пролетное строение, которое мы назвали «противокарстовым лежнем». В случае карстового провала лежень не должен был прогибаться более чем на 2 мм при длине волны прогиба около 10 м. Мне довелось быть одним из исполнителей расчетов напряженно-деформированного состояния элементов железнодорожного пути и его карстоопасного основания, которые были выполнены численными методами научно-инженерным центром ГЖД с использованием программного комплекса «Космос-М». Сегодня скоростные поезда на этих карстоопасных участках проходят со скоростями 150-175 км/ч. Деформации пути под поездами соответствуют расчетным».