Технология отбора проб для контроля уплотнения грунта
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Примечание. Максимальная стандартная плотность устанавливается по ГОСТу методом стандартного уплотнения.
Главный инженер Технический инспектор Начальник лаборатории
Производство работ по возведению насыпей
Из глинистых грунтов в зимнее время
Размеры комьев мерзлого грунта насыпи
Методика пробного уплотнения грунтов укаткой
Пробное уплотнение грунтов укаткой проводят с целью уточнения оптимальных толщин слоев, а также для определения количества проходов катка по одному следу, необходимого для получения требуемой степени уплотнения.
Оборудование для пробного уплотнения грунтов укаткой подразделяется на технологическое (землеройно-транспортные и уплотняющие машины); геодезическое; оборудование для контроля плотности грунтов.
Состав технологического оборудования при пробном уплотнении надлежит назначать в соответствии с проектом производства работ. Геодезическое оборудование должно включать жесткий метр, измерительную металлическую рулетку, геодезические вешки, разбивочные и реперные колышки. Состав оборудования для контроля плотности грунтов назначают в соответствии с ГОСТ 5180-75 и ГОСТ 5162-78, а при использовании экспресс-методов - в соответствии с инструкцией по применяемому экспресс-методу.
Пробное уплотнение при строительстве дорог должно проводиться по программе, которую составляют с учетом: грунтовых условий объекта, принятых в проекте по результатам инженерно-геологических изысканий; рельефа местности и климатических условий; требований ППР по возведению земляного полотна; объемов земляных работ и сроков их исполнения; распределения и перемещения грунта в соответствии с графиком распределения земляных масс.
В программе пробного уплотнения грунтов должны быть также предусмотрены: участки испытаний; способ разработки, перемещения и уплотнения грунта c указанием типов машин и их марок; величины требуемых коэффициентов уплотнения грунта в теле земляного полотна.
Пробное уплотнение грунтов укаткой следует производить перед началом и в процессе основных работ по возведению земляного полотна для всех разновидностей грунтов, предусмотренных проектом для отсыпки в насыпи и замены в выемках, а также всех типов катков и их сочетаний, намеченных для послойного уплотнения грунтов ППР или технологическими картами.
Пробное уплотнение надлежит проводить на участках естественного основания, типичных для конкретного объекта с точки зрения состава и состояния слагающих их грунтов. При этом коэффициент уплотнения грунтов естественного основания на площадке, отведенной для пробного уплотнения, в пределах 30 см по глубине должен быть не ниже требуемого коэффициента уплотнения грунта пробного слоя.
Площадку для пробного уплотнения следует располагать в пределах основания или ранее отсыпанных и уплотненных до требуемой плотности слоев возводимой насыпи, а при невозможности - в специально отведенном месте.
Минимальные размеры площадки для пробного уплотнения должны составлять: ширина - 3 , м, длина - 20 м, где - ширина уплотняемой полосы, принимаемая по технической характеристике уплотняющей машины.
Разбивку площадки для пробного уплотнения следует производить в соответствии со схемой (рис.1).
Рис.1. Образец разбивочной схемы площадки для проведения пробного уплотнения грунтов укаткой:
1 - эпюра проходов катка по одному следу; 2 - вешки; 3 - разбивочные колышки; 4 - точки контроля плотности;
5 - зона контроля (заштрихована); 6 - высотные отметки поверхности пробного слоя
При этом высотные отметки толщины слоя в состоянии начального уплотнения должны устанавливаться с использованием жесткого метра.
После разбивочных работ следует произвести контроль плотности грунта естественного основания на глубине 10-15 см от его поверхности по ГОСТ 5182-78. Количество испытаний должно составлять не менее 6. Если коэффициент уплотнения грунтов естественного основания ниже требуемого, то их следует доуплотнять катками на пневматических шинах, решетчатыми катками или трамбующей плитой.
Грунт пробного слоя следует отсыпать на всю ширину площадки и на полную толщину, принимаемую в соответствии с табл.1, с использованием способов разработки, перемещения и разравнивания грунта, обоснованных и принятых в ППР.
Ориентировочное количество проходов катка по одному следу при пробном уплотнении следует назначать в соответствии с табл.1.
Толщина слоя грунта в плотном теле , см (количество проходов катка по одному следу ) для грунтов
Примечания. 1. При пробном уплотнении связных грунтов в зимних условиях и использовании катков на пневматических шинах ориентировочные значения толщины слоев грунта и количество проходов по одному следу необходимо сократить вдвое.
2. При пробном уплотнении с использованием зарубежных уплотняющих машин ориентировочную толщину уплотняемого слоя и количество проходов следует назначать в соответствии с техническим паспортом машин.
Толщину слоя грунта необходимо определять с учетом начального уплотнения землеройно-транспортными машинами:
, (1)
где - толщина слоя грунта в плотном теле, см; - коэффициент начального уплотнения:
| Грейдер-элеваторы | 0,75-0,80 |
| Бульдозеры | 0,80-0,85 |
| Автомобили-самосвалы | 0,85-0,90 |
| Скреперы | 0,90-0,92 |
- требуемая величина коэффициента уплотнения.
После разравнивания грунта в пробном слое следует произвести планировку его поверхности автогрейдером и контроль толщины слоя не менее чем в шести точках с использованием установленных высотных отметок. При этом допускаемые отклонения по толщине слоя должны составлять ±10%.
Грунты, предназначенные для пробного уплотнения, должны иметь влажность, близкую к оптимальной . При этом нижний предел естественной влажности песчаных грунтов должен быть не ниже 0,8, а глинистых - не ниже 0,9 .
Максимальную влажность грунта, при которой будет обеспечена требуемая плотность, следует определять по выражению
, (2)
где - оптимальная влажность грунта, %; - коэффициент увлажнения (табл.2).
при требуемом коэффициенте уплотнения грунта в теле
При несоблюдении этого условия необходимо предусматривать искусственное увлажнение грунтов или принимать меры по его просушиванию (рыхление, перевалка бульдозером, автогрейдером), чтобы получить значения влажности грунта в указанных пределах.
При пробном уплотнении в зимнее время величина естественной влажности глинистых грунтов не должна превышать величину оптимальной влажности . Линейные размеры мерзлых комьев не должны превышать 0,2 м.
Срок выполнения работ по пробному уплотнению в зимний период, отсчитываемый от момента выемки грунта в карьере или резерве, зависит от температуры воздуха:
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.02)
22. Контрольными постами осуществляется повседневный контроль за отсыпкой грунта и работой уплотняющих машин, а также отбираются пробы для определения плотности уплотненного грунта. Для определений используют плотномер-влагомер конструкции инж. Ковалева.
23. При контроле за качеством уплотнения в зимних условиях применяют метод лунок (см. § 517) или отбирают монолиты грунта и определяют объемный вес методом парафинирования. В талых грунтах пробы отбирают кольцом с режущим краем.
24. Влажность определяют не менее чем 2 раза в смену из слоя грунта, подготовленного для уплотнения.
Для определения плотности берут на менее трех образцов (один на оси и два на обочине на расстоянии 1,5 м от откоса) на каждые два пикета уплотненного слоя насыпи высотой не менее 3 м.
При сосредоточенных работах пробы грунта отбирают через каждые 50 м по оси и в 1,5 м от откосов насыпи. Кроме того, пробы отбирают из каждого уплотненного слоя над искусственными сооружениями и в конусах насыпей перед мостовыми сооружениями.
25. Пробы грунта отбирают из середины уплотненного слоя при его толщине до 30 см и не ближе 1 м от края отсыпаемого слоя. При большей толщине уплотненного слоя берут две пробы по высоте слоя.
При линейных работах пробы рекомендуется отбирать в соответствии со схемой, представленной в Инструкции.
Полученные значения влажности W и объемного веса скелета сопоставляют со значением оптимальной влажности Wo и требуемой плотности о, по которым судят о качестве уплотнения грунта.
26. Грунт можно отсыпать только после достаточного уплотнения нижележащего слоя.
Б. Полевая лаборатория
27. Полевая лаборатория выполняет работы, связанные с контрольным обследованием грунтов резервов и уточнением расчетных параметров при уплотнении грунта, установлением рационального режима работы грунтоуплотняющих машин. Кроме того, начальник полевой лаборатории обязан периодически контролировать работу контрольных постов.
Контрольное обследование грунтов в резервах
28. Резервы, намеченные к разработке, следует обследовать перед началом основных земляных работ. Для отбора проб закладывают шурфы в соответствии с требованиями I части настоящей Инструкции.
Резервы необходимо обследовать также в процессе производства земляных работ в случае установления несоответствия грунтовых условий с проектными данными.
При контрольном обследовании резервов уточняют значения оптимальной влажности и требуемой плотности грунта, укладываемого в насыпь.
Одновременно отбирают пробы из каждого слоя грунта без нарушения его естественного состояния при помощи колец с режущим краем и определяют объемный вес грунта резерва, чтобы установить фактический объем земляных работ.
Пробное уплотнение грунта для определения толщины уплотняемого слоя и числа проходов уплотняющих машин
29. Для пробного уплотнения отсыпают слой грунта, толщина которого в 1,5 - 2 раза больше толщины слоя, рекомендуемой табл. 22 II части настоящей Инструкции. Размер в плане этого слоя не менее 510 м. Грунт следует отсыпать на плотное основание под наблюдением лаборанта.
После уплотнения определяют плотность (объемный вес скелета) грунта по высоте уплотненного слоя и за оптимальную толщину, при которой требуемая плотность достигается при наименьшей затрате механической работы и наибольшей производительности машины, принимают ту часть высоты слоя, где плотность грунта не ниже требуемой.
Плотность грунта и осадку слоя проверяют для всех рабочих скоростей вибрационных и трамбующих машин. Результаты пробного уплотнения должны быть оформлены в виде графика, по которому устанавливают оптимальную толщину уплотняемого слоя и число проходок уплотняющих машин по одному следу.
Контрольное определение плотности грунтов земляного полотна
30. Перед началом устройства дорожной одежды необходимо сделать контрольное определение плотности грунтов земляного полотна на глубину не менее 1,0 - 1,5 м.
31. Контрольные шурфы закладывают из расчета один шурф на 1 км по оси дороги при высоте насыпи до 2 - 3 м. При насыпях выше 3 м, а также на подходах к мостовым сооружениям число контрольных шурфов должно быть не менее двух на 200 м. При этом один шурф закладывается на оси и один - на обочине земляного полотна.
Рекомендуется также закладывать шурфы над искусственными сооружениями, а также в случаях появления деформаций земляного полотна.
Пробы для определения плотности берут через каждые 20 - 30 см по глубине шурфа. Плотность грунта определяют методом кольца с режущим краем, а влажность - методом высушивания до постоянного веса.
32. Полученный объемный вес скелета грунта сопоставляют с требуемой плотностью и на основании этого делают заключение о качестве уплотнения.
33. Образцы грунта взвешивают и определяют влажность на месте отбора проб, влажность определяют также и в лаборатории.
В последнем случае грунт из кольца перекладывают в мешочки из плотной ткани, и все дальнейшие определения производятся в лаборатории.
Определение коэффициента относительного уплотнения грунта K1
34. Коэффициент относительного уплотнения грунта К1 определяется для установления фактического объема земляных работ и представляет собой отношение объема грунта, взятого из резерва или выемки Vрез, к объему, занимаемому этим же грунтом в насыпи Vнас
Для насыпей, уплотненных в соответствии с настоящей Инструкцией, коэффициент относительного уплотнения К1, как правило, выше единицы.
35. Для предварительного определения требуемого объема грунта в резервах, необходимого для возведения насыпей, уплотненных в соответствии с настоящей Инструкцией, коэффициент относительного уплотнения грунта принимают по табл. 10 II части Инструкции.
36. Фактический объем дополнительных работ, вызванных искусственным уплотнением, определяют на основе обследования плотности грунта в резервах и в насыпи.
Фактический объем земляных работ по каждому участку равен произведению объема грунта в насыпи на коэффициент относительного уплотнения K1, который равен отношению объемного веса скелета грунта насыпи нас к объемному весу скелета грунта выемки или резерва рез
37. Объемный вес скелета грунта в насыпи и резерве устанавливается на основе данных контрольных постов, а также контрольного определения плотности грунтов насыпей и обследования резервов. Естественную плотность грунтов резервов рекомендуется устанавливать в процессе их разработки путем отбора проб в стенках забоя или в дне резерва по мере его углубления при горизонтальной разработке. Пробы отбирают из каждого слоя разнородного грунта и определяют его мощность.
38. На основе данных о фактической плотности насыпей определяют средний объемный вес грунта на участке насыпи
где фак - объемный вес скелета грунта по данным контрольных постов;
п - число точек наблюдений в насыпи.
39. На основе полученных данных при обследовании резервов определяют средний объемный вес грунта по каждому шурфу или разрезу:
где 1, 2, …, ??n - объемные веса отдельных слоев грунта, г/см3;
h1, h2, . hn - толщины соответствующих слоев, см.
Средний объемный вес грунта резерва получим по формуле
где ш.раз - средний объемный вес скелета грунта в шурфах или разрезах;
п - число шурфов.
Подставляя полученные значения нас и рез в формулу (6), получим коэффициент относительного уплотнения грунта К1.
40. Все ведомости должны быть подписаны главным инженером и начальником лаборатории.
Примерный перечень оборудования контрольного поста и полевой лаборатории
1. Кольца для отбора проб грунта 20 шт.
Весы чашечные на 2 кг с набором гирь от 1 до
Весы чашечные на 20 кг с набором гирь от 1
Хлористый кальций технический 0,5 кг
Прибор Ковалева 1 шт. (кроме приборов
Прибор Ковалева 1 шт.
Форма журнала для контроля уплотнения насыпей
Проектная высота насыпи, м
Место взятия проб грунта
Толщина уплотняемого слоя, м
Лабораторный номер образца грунта
Объемный вес влажного грунта, г/см3
Тип уплотняющего механизма или транспортных средств и число проходов или ударов по одному следу
Для обеспечения необходимого качества уплотнения оснований до начала производства работ должно выполняться опытное уплотнение, при котором уточняются параметры уплотнения.
Размеры опытных участков и их число принимаются в соответствии с действующими нормами и зависят от способа уплотнения и используемых механизмов.
Опытное уплотнение производят для уточнения толщины уплотняемых слоев, необходимого числа ударов трамбовки по одному следу, установления величины понижения трамбуемой поверхности, числа проходов трамбующих машин по одному следу, средней плотности уплотненного сухого грунта, уточнения расстояния между грунтовыми сваями, дренами и армирующими элементами установление количества ВВ и расхода материала заполнения скважин, количества воды для замачивания и времени замачивания, уточнения фактической величины просадки грунта от собственной массы и толщины верхнего недоуплотненного буферного слоя.
Качество уплотнения проверяют по плотности и влажности уплотненного грунта на двух горизонтах, соответствующих верхней и нижней части уплотненного слоя. По результатам опытного уплотнения строят график зависимости понижения трамбуемой поверхности от числа ударов (проходов) и график приращения величины понижения дна котлована на каждые два удара. По графику устанавливают участок перехода кривой понижения поверхности от каждых двух ударов в прямую, что характеризует уплотнение грунта до отказа, при котором трамбование прекращают, так как оно приводит к разрушению структуры грунта и разрыхлению верхнего слоя. Понижение от последних ударов принимают за величину отказа, а число ударов, соответствующее этой точке на графике, принимается как необходимое для уплотнения данного грунта.
По результатам опытного уплотнения строят графики зависимости плотности сухого, грунта от влажности при различном числе ударов трамбовок или прохода трамбующих машин. Участки кривых, расположенные выше проектной плотности, указывают необходимое число ударов трамбовок или прохода машин при данной толщине уплотняемого слоя.
Для контроля качества уплотнения грунтовыми сваями или армирующими элементами отрывается контрольный шурф с определением плотности и влажности. Если плотность грунта окажется меньше проектной, то вносят изменения по размещению грунтовых свай или армирующих элементов.
В соответствии с определенными требованиями ведут наблюдения за просадкой уплотняемого грунта при замачивании и замачивании с глубинными взрывами по поверхностным маркам, установленным на дне котлована и по глубине. В процессе замачивания один раз в неделю производят нивелирование марок. Наблюдения за послойной просадкой ведут по кусту глубинных марок, установленных в центре котлована. Марки устанавливают через 2—3 м на всю просадочную толщину.
Для контроля виброуплотнения песчаных грунтов опытный участок размером 10XЮ м следует располагать на площадке, которая характеризуется гранулометрическим составом и плотностью, что и участок, подлежащий уплотнению. Контрольное уплотнение основания без рыхления производят в семи точках, а с рыхлением в шести. В местах уплотнения проводят зондирование, результаты которого сопоставляют с данными плотности сложения, определенными по образцам, отобранным из шурфов.
Результаты опытного уплотнения грунта оформляются актами, в которых указывают рекомендуемые параметры уплотнения, в том числе: величины отказов, число ударов трамбовок и проходов машин, толщины уплотняемых слоев, расход воды, плотность и влажность грунта и др.
В процессе уплотнения необходимо следить за соблюдением высоты подъема трамбовки, правильным размещением следов, числом ударов, толщиной слоев, влажностью укладываемого грунта и др.
Качество уплотнения основания проверяют путем отбора проб из расчета одной пробы на 100 м уплотненного грунта, но не менее трех на каждом участке.
При необходимости замачивания основания глубину замачивания контролируют через 1 м по глубине на всю толщину уплотняемого грунта, для чего в пределах котлована пробуривают 2—3 скважины, через которые отбирают пробы грунта. Расход воды следует замерять не менее двух раз в сутки по контрольным водомерам и данные заносить в журнал.
При уплотнении грунта взрывами необходимо проверить проходимость зарядов в скважинах по транспортной трубе. Для эффективного уплотнения и снижения сейсмического воздействия между взрывами должно составлять не менее 3—5 с.
Методика контроля качества уплотнения оснований зависит от способа уплотнения.
При уплотнении трамбованием плотность грунта определяют через 0,25—0,5 м по глубине, а при послойном уплотнении укаткой — в середине каждого слоя. Число пунктов определения плотности устанавливают из расчета один пункт на каждые 300 м2 уплотненной площади и берется не менее 2 проб при уплотнении трамбованием и 3 пробы в каждом слое при послойном уплотнении укаткой. При уплотнении тяжелыми трамбовками качество уплотнения допускается проверять определением отказа из расчета одно определение на каждые 100 м2 уплотненного грунта.
При уплотнении грунтовыми сваями проверяют плотность грунта на отметке заложения фундаментов из расчета один пункт определения на 1000 м2 уплотненной площади. Проверяется фактическое расстояние между грунтовыми сваями. Если расстояние между центрами свай превысит проектное более чем на 0,4 диаметра сваи, то требуется устройство дополнительных свай.
Уплотнение оснований предварительным замачиванием и с помощью глубинных взрывов проверяют по просадкам поверхностных и глубинных марок и определением плотности грунта через 1—2 м в пределах всей уплотняемой толщины. Число мест определения влажности и плотности грунта должно быть не менее одного на 3000 м2 уплотняемой площади.
При любом способе уплотнения качество уплотнения признается удовлетворительным, если средняя плотность грунта в уплотненном основании соответствует проекту. Допускается отклонение в сторону уменьшения плотности не более 0,05 т/м3.
Приемка работ по уплотнению основания тяжелыми трамбовками производится после доуплотнения разрыхленного верхнего слоя грунта. Уплотнение признается удовлетворительным, если понижение отметки дна котлована при ударах трамбовкой не превышает установленного отказа, определенного по двум ударам трамбовки.
При контрольной проверке качества уплотнения составляется акт приемки работ по уплотнению основания или устройству грунтовой подушки.
Контроль качества закрепления грунта должен производиться непосредственным вскрытием закрепляемого массива шурфами или скважинами с отбором образцов и определением прочностных и деформационных характеристик и водостойкости закрепленного грунта и их соответствие проектным данным. Проверке также подлежат конфигурация и размеры закрепленных массивов. О качестве закрепления также судят по результатам наблюдения за осадками марок, установленных в здании.
Контроль качества закрепления грунтов силикатизацией и смолизацией обеспечивается выполнением следующих мероприятий: проверкой качества химических материалов, проверкой исполнения технологических процессов и однородности закрепления массивов грунта.
Качество закрепляющих материалов проверяют до начала работ в лаборатории по утвержденным методикам.
Проверка радиуса закрепления, величины заходки, расхода материалов: давления нагнетания и других параметров осуществляют непосредственно при производстве работ по контрольному закреплению.
Оценка химического закрепления производится по результатам вскрытия и обследования закрепленных массивов шурфами и скважинами с отбором проб и лабораторным анализом. Обязательным является определение прочности закрепленных грунтов на одноосное сжатие и испытание на водостойкость. Мероприятия по контролю качества и количественные характеристики качества закрепления массива назначаются проектом. Ориентировочно число контрольных скважин должно составлять 3—5% общего числа инъекционных скважин, а число шурфов из расчета один шурф на 2—3 тыс. м3 закрепленного грунта, но не менее двух шурфов на объект.
При цементации оснований контроль качества выполненных работ проводят бурением скважин, по которым оценивают размеры незаполненных пустот. Число контрольных скважин назначается в пределах 5—10% общего числа цементационных скважин. Обнаруженные пустоты размером более 0,2 м заполняют раствором через дополнительные скважины.
Основными целями термического закрепления обжигом является обеспечение необходимой конфигурации и размеров закрепленного массива и его прочности.
Для обеспечения требуемого качества закрепления в процессе выполнения работ контролируются такие технологические параметры, как давление и температура газов в скважинах, температура грунта в контрольных точках массива и расход топливно-энергетических ресурсов. Проверяется герметичность нагревательных скважин и предотвращается утечка нагретых газов в атмосферу.
При укреплении грунтов основное внимание обращают на равномерный (во времени) рост массива из термически укрепленного грунта. Неравномерность в образовании массива можно устранить временным отключением группы скважин, термопары которых отметили более интенсивный рост температур. Освободившийся при этом объем воздуха и газа необходимо распределить между горящими скважинами, если давление в них не превышает указанного в проекте.
Термическое укрепление массива считается законченным, когда большая часть термопар (не менее 70—80%) показывает в течение 20—24 ч температуру, заданную проектом. После этого приступают к контролю качества укрепления грунта путем бурения специальных скважин диаметром 80—110 мм. Если в контрольной скважине обожженный грунт не обнаружен, то такую скважину оборудуют устройством и производят дожигание грунта.
Форму и размеры закрепленных массивов определяют по показаниям термопар и длительности обжига, а также по контрольному бурению.
Прочность закрепленного грунта проверяют испытанием образцов, которые отбирают контрольным бурением или вскрытием шурфами. Точки отбора образцов и испытания основания штампом предусматривают в проекте.
Размеры и формы закрепленных массивов любыми способами могут обследоваться статическим и динамическим зондированием, а также применением геофизических методов.
По всем видам подготовки оснований разработаны методики пооперационного контроля и правила приемки выполненных работ.
Подробные мероприятия по обеспечению качества выполнения работ по устройству искусственных оснований предусматриваются в проектах. Все виды выполненных работ по устройству оснований сдаются по актам на скрытые работы.
Читайте также: