ДОРОГА 2029, ОРЕСЬЁ (ШВЕЦИЯ).
Керамзит эффективно уменьшает осадку и напряжение на низлежащее глинистое, болотистое основание при строительстве дорог.
Проблема и ее решение
Дороги, построенные на торфяной почве, встречаются очень часто, а с ними и проблема с оседанием. Старые методы конструирования, в том числе с использованием ростверковых оснований, ранее с успехом использовались на болотистой местности. Однако ремонт или новые слои асфальта вместе с увеличением потока движения со временем приводили к серьёзным повреждениям. Местная дорога подвергается осадке в местах пересечения с низ лежащей торфяной почвой. Для восстановления таких частей дороги, а также для предотвращения дальнейших проблем с оседанием, необходимо было снять всё дорожное полотно, слои почвы заменить на керамзит.
Почему керамзит?
Керамзит является наполнителем, который достаточно лёгок для уменьшения давления и напряжения в низ лежащих глиняных слоях почвы, и, одновременно, обладающий достаточным весом, чтобы не вызывать проблем при затоплении.
Керамзит быстро и без проблем укладывается. Дренажные свойства и высокая внутренняя пористость керамзита позволяют использовать его даже при наличии влаги в местах земляных выемок. Отсутствует необходимость содержать основание в сухом состоянии или использовать технику в местах, где торф чрезвычайно мягок. Отсыпанная керамзитом дорога может быть использована для движения технологического транспорта.
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ УННЕЛЬ, ХАЛЛАНДСОСЕН (ШВЕЦИЯ).
Гору в Халландсосен (Hallandsåsen) было тяжело пробурить для создания в ней круглого туннеля. Большое количество рыхлого грунта и каменных блоков падало вниз с верхних частей туннеля, что создавало «дополнительные полости» глубиной до 6 метров. Туннель строился с помощью сборных железобетонных элементов, которые монтировались по мере продвижения вперед. Пространство между стенками туннеля и горой необходимо было заполнить с целью предотвращения падения рыхлого грунта вниз. 
Почему керамзит?
Керамзит с успехом может использоваться в качестве наполнителя в подобных проектах. С помощью шланга и компрессора, встроенного в автомобиль, керамзитовый наполнитель задувался в «дополнительные полости», заполняя их целиком. Керамзит прост в применении и отвечает высоким экологическим требованиям к химическим свойствам материалов, предусмотренных данным проектом.
Опыт.
Керамзит можно задуть на высоту до 100 метров, что зависит от разницы высот полости и доступности. Производительность составила примерно 1м³ в минуту. Заполнение пространства между горой и элементами туннеля прошло согласно ожиданиям, всё пустое пространство было наполнено.
УНИКАЛЬНЫЙ ДРЕНАЖ – 7 000 КУБОВ ЗА 24 ЧАСА С КЕРАМЗИТОМ.
Керамзит обладает дренажными и изолирующими свойствами, лёгким весом. Поэтому материал использовался при сооружении насыпи из керамзита на мосту Сёдра Мариехольмс (Södra Marieholmsbron) в Гётеборге (Göteborg) – вызывающем удивление проекте, который был исполнен в рекордно короткий срок. 
Этот мост построен как важная развязка путей в Гётеборге. Целью было повышение пропускной способности, в первую очередь, для товарных поездов по железной дороге, а также уменьшение потока дорожного движения в туннеле Тингстадс (Tingstadstunneln). Проект осуществлялся компанией Сканска (Skanska MTH) как генподряд, и охватывал 1,5 километров железнодорожного моста над Сэвеон (Säveån), дорогой E45 и Гёта Элв (Göta Älv), а также прилегающие железнодорожные насыпи и три железнодорожных моста.
Мы встретили машиниста экскаватора Йоана Йоханссона (Johan Johansson) на проезде над Сэвеон (Säveån). Он работает машинистом с 2002 года через свою фирму, являющуюся субподрядчиком Сканска (Skanska).
Здесь, возле стыковки с существующим рельсовым путём в Ольскрукен (Olskroken), южнее и под мостом Партихолльс (Partihallsbron), а также на стыке с новым ферменным мостом, насыпи создавались с помощью керамзита.
– Я работаю с керамзитом с 2006 года, и даже сам сделал специальный ковш, чтобы облегчить работу с большими объёмами наполнителя. Настоящий проект, является самым крупным изо всех, с которым мне приходилось ранее работать, – говорит Йоан Йоханссон.
Сложные геотехнические условия.
Геотехнические условия создали сложности для всего проекта. Как говорят начальник геотехнического отдела Сканска и эксперт Андерсу Куллингсё (Anders Kullingsjö), вся восточная часть проектной территории характеризуется пойменными отложениями, состоящими из илистой, шламовой глины, грязи и песка.
На участке под мостом Партихолльс (Partihallsbron) имеется большая песчаная залеж с низлежащим слоем ила. При производстве подрядных работ необходимо было учитывать происходящее там оседание почвы. Исходя из этих технических условий, решением проблемы для подпоры моста стали принятые меры по сооружению свайного фундамента в сочетании с заполнением обратной засыпки керамзитом. Под мостом и в северном направлении на керамзит было заменено как можно больше грунта, с учётом необходимости поддержания стабильности на всём отрезке вверх до рельсового пути, который присоединяется перед мостом Шэран (Skäranbron), согласно Аднерсу Куллингсё. И это значило разгрузку для всего этого участка.
– С материалом очень легко работать. Вопреки некоторым предвзятым предположениям, он не рассыпается. Наоборот, легко утрамбовывается, и я никогда не испытывал трудностей при работе с ним. Если макадам и подобные материалы нелегко ложатся при трамбовке, то керамзит отлично утрамбовывается, – говорит Йохан Йоханссон.
Рекордно быстрое заполнение.
Благодаря тщательному планированию, эффективной работе экскаваторщиков и поставкам материала в срок, работа была выполнена в рекордно короткое время. – Железнодорожное движение было остановлено только лишь на девять суток, когда мы удаляли старую насыпь и отсыпали новую. «Работы по заполнению керамзитом объёмом 7 000 кубических метров были выполнены за 24 часа», — говорит Йоан Йоханссон.
В общей сложности было выкопано 11 000 кубических метров почвы. Точное планирование позволило компании Сканска (Skanska) выполнить работы на 2,5 суток ранее намеченного срока.
– Быстрая поставка и гибкая транспортировка явились предпосылками для успешной и быстрой работы. Это был уникальный проект, и я сомневаюсь, что мне ещё раз придётся в таком поучаствовать, – говорит Йохан Йоханссон.
АВТОДОРОГА–ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА E45, ГЁТЕБОРГ (GÖTEBORG).
Работы по реконструкции автодороги и железной дороги вдоль Гёта Элв (Göta Älv) были начаты несколько лет назад. Местность имеет повышенный риск к оседанию и нарушению стабильности основания вдоль берега.
И авто- и железная дороги построены на глубоком слое глины. Установка железобетонных свай в сочетании с насыпями из керамзита было удачным решением в проблемных местах.
Керамзит достаточно прочен, чтобы выдержать циклические нагрузки автодорог. Использование керамзита, кроме всего прочего, позволяет уменьшить количество используемого бетона, что является экономически выгодным решением.
Выводы.
Отсутствие выявленных проблем после открытия. У жителей восточной стороны долины Гёта Элв (Göta Älvdalens) появилась теперь более надёжная дорога, улучшились условия жизни и значительно сократилось время поездки на работу. Эффективное строительство дороги было достигнуто в результате применения керамзита, который позволил подрядчику применить большой объём материала в короткие сроки.
Легкий керамзитовый заполнитель благодаря своим специфическим техническим параметрам и характерным свойствам предлагается в качестве полноценного варианта везде, где в земляных конструкциях присутствует неустойчивый грунт, а также требуется уменьшение вертикального напряжения в случаях, когда необходимо уменьшить осадку и риск нарушения стабильности сооружения, или уменьшить нагрузки на опорные и подземные конструкции. Применение керамзита с этих точек зрения представляется оптимальным как с технической, так и с экономической стороны. Его можно с выгодой применить при облегчении земляных объектов дорожных сооружений, а также для фильтрационных насыпей в технологиях очистки сточных вод или в качестве изоляционных засыпок, например при засыпке энергетических коммуникаций.
Геотехническое применение керамзита в дорожном строительстве.
Применение материала, который легче грунта, при закладке наземных и дорожных сооружений, привносит новые, нетрадиционные возможности, как в области проектирования облегченных земляных конструкций, так и при реализации таких строительных проектов. Керамзит обладает специфическими техническими параметрами и характерными свойствами. Его можно применять в земляных конструкциях везде, где требуется уменьшение вертикального напряжения в случаях, когда необходимо уменьшить осадку сооружения, уменьшить риск нарушения стабильности, уменьшить нагрузки на неустойчивый грунт или уменьшить нагрузки на опорные и подземные коммуникации.
Уже в начале 2002 г. фирма Stavební geologie провела лабораторные испытания керамзита, которые подтвердили свойства легкого керамзитового заполнителя для применения в земляных конструкциях. Результаты лабораторных измерений и последующие практические испытания в полевых условиях подтвердили предполагаемые возможности применения керамзита в геотехнике и создали базу для проектов облегченных земляных объектов, в основном на дорожных сооружениях.
Облегченная насыпь переходной области эстакады строительного объекта, Карловы Вары(Чехия).
На основании предложения и проекта фирмы Stavebnígeologie, которая осуществляет геотехнический надзор и мониторинг сооружений, была начата работа в переходной области за мостовой опорой эстакады через Ходовский поток (строительный объект возле торгового центра Теско) и построена облегченная насыпь из керамзита фракции 4-8 мм, общим объемом около 5500 м3.
Принимая во внимание то, что основание мостовых опор и переходных областей составляют неустойчивые грунты, было достигнуто значительное уменьшение нагрузки вследствие применения облегченного керамзитового заполнителя во всех слоях насыпи, действующей на опору и основание, и одновременно были значительно ограничены возможные деформации насыпи (в 2-3 раза по сравнению с применением обычных грунтов).
Уже первые результаты измерений осадки насыпи, проведенные после завершения конструкции, оказались очень благоприятными. Эти результаты подтвердили выгоды предлагаемого решения.
Другой интересной особенностью этого приблизительно 6-метрового облегченного земляного объекта является то, что верхний уровень предпоследнего слоя керамзита создает фундаментную поверхность массивных монолитных блоков. Эти бетонные конструкции из легкого керамзитобетона (объемной массой около 1800 кг/м3) были в соответствии с проектом созданы как базовые пороги порталов для монтажа сборных элементов мостового полотна эстакады. Все фундаментные блоки были после бетонирования покрыты слоем керамзита, а впоследствии и слоем грунта до рекомендуемого уровня. Подрядчиком земляных работ и изготовителем конструкции облегченной насыпи является фирма BergerBohemia, бетонирование фундаментных блоков и строительство эстакады осуществляет фирма SMPConstruction. Начало дорожного движения на участке проезда, составной частью которого является и указанное сооружение, осуществили на осень 2005 года, завершение строительства в общем объеме завершилось в 2008 году.
Строительство шоссе через торфяники(Германия).
При строительстве объездной дороги населенного пункта Эберсберг самую большую проблему с точки зрения дорожного строительства представляло строительство коммуникаций через торфяники, происходящие из ледникового периода. Так как на крайне мягком основании не разрешалось проводить никаких строительных работ, прямо на существующем основании была создана дорожная насыпь из легкого керамзитового заполнителя. Он обеспечил небольшую нагрузку на основание и в то же время стабильность насыпи.
Федеральная трасса В304 на участке длиной примерно 35 км между Мюнхеном и Вассербургом принадлежит к важнейшим коммуникациям на восток от Мюнхена. 25 000 транспортных средств ежедневно создают утренние колонны во время часа пик и во время вечерних пробок в обратном направлении. В начале мая 2006 г. было начато строительство шестикилометровой объездной дороги, расходы на которую составили 16 миллионов евро.
Торфяники как вызов.
Между тем, как первая часть строительного участка длиной 2,5 км уже была завершена и вступила в эксплуатацию, работы на восточной части были еще в полном разгаре. Строительные работы на этом участке сдерживались железнодорожными и дорожными переездами. Однако самой большой проблемой для строителей было состояние основания: между 3,7 и 5,7 километром объездную дорогу пересекает болотистая территория Лауфингер Моос. Это одно из типичных баварских торфяных болот, возникших в результате таяния альпийских ледников в конце последнего ледникового периода. Торфяник Лауфингер Моос состоит из девяти метров мягкого и насыщенного водой торфа, под которым находится слой ила толщиной примерно два метра, под которым лежит щебень и осыпь с растаявших ледников. Так как торфяник с точки зрения экологии и строительной физики является очень чувствительной системой, не могли быть проведены никакие строительные вмешательства в основание. В то же время необходимо было создать как можно меньшую нагрузку без нарушения конструкции коммуникации. Эти требования могли быть выполнены лишь при условии, что будет построена дорожная насыпь, которая до минимума уменьшит давление на площадь торфяника.
Реализация строительства.
Решение проблемы с нагрузкой при строительстве дорожной насыпи было найдено в применении керамзитового заполнителя. В результате поставки около 17 000 м3 керамзита фракцией 4/16 мм. Насыпь керамзита высотой около 0,3-1,8 метра со всех сторон была покрыта геотекстилем, который был снизу и сверху горизонтально ограничен слоями щебня толщиной 50 или 30 см. Боковые ограничения насыпи созданы слоем грунта толщиной 30 см, который покрыт завершающим слоем гумуса и озеленен. Этот состав насыпи дороги гарантирует требуемую стабильность, что и было подтверждено предписанными испытаниями с нагрузочными плитами. При применении насыпи из керамзита не нужно принимать какие-либо затратные меры для замены грунта. Тем самым сокращается время строительства, а также минимизируются вмешательство в природу. Как подтверждение прочности керамзитового основания явилось движение тяжелых строительных машин по новой трассе, которыесмогли доехать до переездов, на которых еще ведется строительство, лишь по этой дороге – и не провалились в болото. Ежедневно на строительную площадку поставлялось без проблем около 1 200 м3 керамзитового заполнителя.
Дорожные работы в Кракове(Польша).
В 2002 году технология строительства дорог с применением керамзита не была широко известна в Польше. Первый крупный проект, основанный на многолетнем опыте компании Leca в скандинавских странах, был реализован в рамках инвестиционного проекта по строительству дороги через старую мусорную свалку в Кракове.
Это была первая совместная работа по использованию керамзита, и она проходила не без труда. Для строительства дорожной эстакады керамзит использовался в качестве лёгкого заполнителя.Технические советники Leca представили информацию о том, что керамзит должен быть уложена слоями 0,5-1,0 м, а затем каждый слой уплотнён нагрузкой до 35-45 МПа. Первоначальные попытки уплотнения оказались не очень успешными. Бригады рабочих набираясь опыта в понимания процесса уплотнения керамзита и пришли к требуемым результатам, которые были подтверждены научно-исследовательским центром VSS.
Новаторская конструкция дорожной эстакады с применением керамзита существует уже более 13 лет и совершенно не даёт деформаций, что в свою очередь является доказательством долговечности и качества такого строительного материала, как керамзит.
К концу 2016 года Leca КЕРАМЗИТ уже использовался в десятках аналогичных дорожных проектах. Технология строительства дорог на земле с низкой несущей способностью предотвращает оседание путем применения керамзита в качестве лёгкого заполнителя. Эта технология испытана и используется во многих польских регионах. Она позволяет заменить другие дорогостоящие решения, такие как замена грунта или устройство свай.
Это всего лишь несколько примеров применения такого материала как керамзит в геотехнике. В связи состремительным развитием технологий строительства, появлением всё новых технических решений, освоением новых, ранее не тронутых, земельных участков, всё чаще начинают применяться материалы, которые 20-30 лет назад считались узкоспециализированными. Финляндия, Польша, Чехия, Эстония и ряд других европейских стран успешно применяют керамзит в геотехнических проектах уже порядка 15 лет и на протяжении этих лет результаты использования только положительные.
И это только малая толика примеров использования керамзита в дорожном строительстве в соседних с нами европейских государств. В Республике Беларусь использование керамзита в дорожном строительстве не выявлено, хотя проблемных участков дорог, например, на МКАД достаточно и используя технологии и опыт европейских стран можно избежать прошлых ошибок и не наделать новых.