Технология уплотнения грунтов земляного полотна
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 18.09.2024
ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ КОТЛОВАНОВ, ТРАНШЕЙ, ПАЗУХ. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (извлечение из ТР 73-98)
Аннотация:
Дата введения 1999-01-01
Разработаны НИИМосстроем
Внесены Управлением развития Генплана
Утверждены Первым заместителем руководителя Комплекса перспективного развития города В.Е.Басиным 24 сентября 1998 года
Технические рекомендации распространяются на работы по уплотнению грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух после прокладки подземных инженерных сетей, устройства фундаментов возводимых зданий, работы по уплотнению грунта после восстановительного ремонта подземных инженерных сетей в зоне проезжей части дороги.
В рекомендациях представлены технология засыпки и уплотнения грунта, требования к плотности грунта, приведены оптимальные и допустимые отклонения влажности грунтов, применяемые машины и механизмы для производства работ, схемы организации работ и их последовательность, требования и контроль качества уплотнения в процессе производства и после окончания работ, требования техники безопасности и охраны окружающей среды.
Для определения качества уплотнения грунта в приложениях ТР представлены методики определения коэффициента уплотнения:
- метод зондирования с помощью удлиненного ударника (метод стандартного уплотнения СоюзДорНИИ);
- метод режущих колец;
- с помощью универсального динамического плотномера ДПУ "Кондор" при строительстве автомобильных дорог, аэродромов и других инженерных сооружений.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Технические рекомендации распространяются на работы по уплотнению грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух после прокладки подземных инженерных сетей, устройства фундаментов возводимых зданий.
1.2. Технические рекомендации распространяются также на работы по уплотнению грунта после восстановительного ремонта подземных инженерных сетей в зоне проезжей части дороги.
1.3. Уплотнение грунта следует производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты" и ВСН 52-96 "Инструкция по производству земляных работ в дорожном строительстве и при устройстве подземных инженерных сетей".
1.4. Характеристики, термины и определения грунтов используются в соответствии с ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация".
2. ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ КОТЛОВАНОВ
2.1. Разрешение на обратную засыпку грунтом котлованов дается комиссией, состоящей из производителя работ, заказчика и автора проекта, одновременно с составлением акта на скрытые работы.
2.2. Требуемая плотность грунта при засыпке котлованов назначается проектом на основании данных исследования грунта методом стандартного уплотнения, при котором устанавливается его оптимальная влажность и максимальная плотность, которая должна быть не менее 0,95.
2.3. Для определения основных свойств грунта необходимо руководствоваться техническим заключением Мосгоргеотреста об инженерно-геологических условиях участка строительства.
2.4. Уплотнение грунта следует производить, когда его естественная влажность является оптимальной. В таблице 2.1 приводятся оптимальные влажности грунтов и допустимые отклонения влажности (коэффициент "переувлажнения").
Пески пылеватые, супеси легкие крупные
Супеси легкие и пылеватые
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые
Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые
Определять естественную влажность грунтов следует по ГОСТ 5180-84.
2.5. При недостаточной влажности связных грунтов (содержание глинистых частиц более 12%) их следует увлажнять в местах разработки, а увлажнять несвязные грунты (содержание глинистых частиц менее 3%) можно и в отсыпаемом слое. При избыточной влажности грунта следует производить его подсушивание.
2.6. Засыпку грунта или песка под основание полов по дну готового котлована подземной части здания осуществляют стреловыми кранами, оборудованными грейферами, с разравниванием грунта по дну котлована и уплотнением трамбовками.
2.7. Машины и механизмы для уплотнения грунтов следует выбирать с учетом свойств и состояния уплотняемого грунта (влажности, однородности, гранулометрического состава), требуемой степени уплотнения, объемов работ и темпов их выполнения (п.2.9, табл.4.1). Расстановка машин для обратной засыпки котлованов производится в соответствии с проектом производства работ по строительству конкретного здания.
2.8. Обратная засыпка котлованов производится стреловыми кранами, оборудованными грейферами, экскаваторами типа ЭО-2621В-3, ЭО-3123, ЭО-4225 и др. послойно.
2.9. Уплотнение засыпаемого грунта в котлованах производится гидромолотами типа СП-62, СП-71, "РАММЕР", виброплитами ДУ-90, ДУ-91, электротрамбовками ИЭ-4502А. На рис.2.1 представлена схема засыпки грунта под полы в подвале здания.
Рис.2.1. Схема засыпки грунта под полы в подвале здания:
а) сборные фундаменты, б) свайные фундаменты;
1 - сборный фундамент с установленной колонной; 2 - зона уплотнения грунта ручными электротрамбовками;
3 - зона уплотнения грунта механическими трамбовками; 4 - стена здания; 5 - железобетонный ростверк;
6 - забитая свая. В - принимать по табл.3.1
2.10. Средняя толщина отсыпаемого слоя грунта при применении гидромолотов и виброплит должна быть для: песка - 70 см; супеси и суглинков - 60 см; глины - 50 см. При применении электротрамбовок типа ИЭ-4502А толщина отсыпаемого слоя должна быть не более 25 см.
2.11. Для достижения плотности уплотняемого грунта до К=0,95 время уплотнения по одному следу гидромолотами должно быть 15 секунд. При применении виброплит и электротрамбовок число проходов (ударов) должно быть 3-4. Каждый последующий проход (удар) уплотняющей машины должен перекрывать след предыдущей на 10-20 см.
2.12. Выполненные работы по уплотнению грунта предъявить авторскому и техническому надзорам и составить акт на скрытые работы.
3. ТЕХНОЛОГИЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА ПРИ ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ ПАЗУХ
3.1. До начала обратной засыпки грунтом пазух должны быть закончены следующие работы: монтаж конструкций подземной части зданий; уборка строительного мусора; гидроизоляция; дренаж.
3.2. Требуемая плотность песчаного грунта при засыпке пазух должна быть не менее K=0,98.
3.3. Засыпка пазух производится послойно экскаваторами, экскаваторами-планировщиками, бульдозерами. При этом толщина слоя для песка должна быть не более 70 см; для супеси и суглинка - 60 см, для глины - 50 см.
3.4. Уплотнение засыпаемого грунта в пазухах осуществляется гидромолотами типа СП-62, СП-71, "РАММЕР", виброплитами ДУ-90, ДУ-91.
3.5. Для достижения плотности уплотняемого грунта до K=0,98 время уплотнения по одному следу должно быть 20 секунд.
3.6. Грунт уплотняют, начиная с зон возле конструкций здания, а затем двигаются в направлении к краю откоса, при этом каждый последующий проход трамбующей машины должен перекрывать след предыдущей на 10-20 см (рис.3.1).
Рис.3.1. Схема обратной засыпки пазухи котлована:
1 - отмостка; 2 - стена здания; 3 - вертикально установленная керамзитобетонная плита;
4 - зона уплотнения грунта вручную; 5 - фундаментная плита; 6 - горизонтально уложенная
керамзитобетонная плита; 7 - дренажная труба; 8 - граница засыпки дренажа песком;
9 - слои грунта, уплотняемые легкими механическими трамбовками; п.п. - пол подвала;
- толщина отсыпаемого слоя грунта принимается до 0,25 м
Примечание. Керамзитобетонные плиты могут быть заменены полимерными материалами согласно ВСН 35-95 "Инструкция по технологии применения полимерных фильтрующих оболочек для защиты подземных частей зданий и сооружений от подтопления грунтовыми водами".
3.7. При работе по уплотнению грунта вблизи конструкций возводимого здания, мест ввода коммуникаций и других труднодоступных мест должны применяться электротрамбовки типа ИЭ-4505, ИЭ-4502А. При этом толщина отсыпаемого слоя должна быть не более 25 см и количество проходов - не менее 4.
3.8. Отметки верхнего слоя уплотняемого грунта должны строго соответствовать проекту.
3.9. Выполненные работы предъявить авторскому и техническому надзору и составить акт на скрытые работы.
Процедура повышения плотности осуществляется путём приложения механических усилий для перераспределения частиц материала. Подобное действие осуществляется при возведении земляных дамб, насыпей, прокладывании железных и автомобильных дорог, улиц и магистралей, а также при закладке фундаментов зданий и целом ряде других строительных мероприятий. Технология уплотнения грунта во всех этих случаях соответствует установленным нормам.
Повышение плотности грунтового слоя на 1% обеспечивает увеличение несущей способности укладываемого поверх него асфальто- и цементо-бетона на 10-15%. Неправильное и недостаточное проведение подобных работ, напротив, приводит к осадкам и иным разрушительным последствиям.
Степень уплотнения грунта в каждом конкретном случае зависит от ряда факторов:
- типа обрабатываемого материала;
- уровня его влажности;
- применяемого способа воздействия;
- объёма прикладываемой энергии.
После проведения процедуры поверхность в меньшей степени подвержена сжиманию и различным деформациям.
Способы уплотнения грунтов
Придание материалу необходимой плотности осуществляется методом укатки, трамбовки и вибрирования. Оптимальным является сочетание сразу нескольких подходов, либо соединение одного из способов с рабочим действием (например, передвижение действующего устройства).
Способы уплотнения грунтов также определяются применением разных типов оборудования:
Используется собственная масса механизмов. Регуляция степени воздействия происходит через корректировку веса или размера функционирующей площади устройств. Действие статических машин направлено преимущественно на поверхностное уплотнение грунтов, а на глубине их влияние ощущается мало.
Механизм действует за счёт вращательных движений эксцентрикового груза. Устройства данной группы обеспечивают сочетание нагрузок динамического и статического типа (вибрация и волны сжатия). Степень уплотнения грунта на глубине гораздо значительнее, чем в случае статического воздействия. Машины данного типа подходят для оказания воздействия на крупноблочные и глинистые породы, песок, гравий и асфальтобетон. Вибрационные механизмы в общем числе занимают больше 2/3 всего рынка подобного оборудования.
Виды катков для уплотнения грунта
Катки отличаются тем, что их рабочий орган представляет собой перекатывающийся по рабочей поверхности валец. Существует несколько разновидностей таких механизмов.
Виды плит для уплотнения грунта
Плиты отличаются наличием плоского рабочего органа, который может оказывать вибрационное воздействие и передвигаться по поверхности обрабатываемой площади. Обычно их используют, чтобы обеспечить послойное уплотнение грунтов (СНиП 3.02.01-87) из несвязных крупно- и мелкозернистых материалов.
Тяжесть плиты рассматривается как её основной параметр. По массе такие элементы бывают:
- лёгкими (до 5 центнеров);
- средними (5-15 центнеров);
- тяжёлыми (боле 15 центнеров).
Также их различают по принципу работы:
- одномассные (колебания исходят от всей плиты, вес до 1 центнера);
- двухмассные (активно действует только нижняя часть рабочего элемента, а верхняя повышает общий уровень давления и является местом размещения двигателя, что в целом снижает инерционные потери);
- виброударные (рабочим органом является вибромолот, опирающийся на раму посредством пружин).
Большая часть вибрационных плит на данный момент относится к числу самоходных.
Технология уплотнения грунта, используя выше перечисленные машины
Чтобы степень уплотнения грунта соответствовала необходимым параметрам, его предварительно разравнивают бульдозерами и аналогичным оборудованием. Также чрезмерно сухой грунтовый материал увлажняют, а слишком влажный – осушают.
Если требуется уплотнить крупную насыпь (то есть речь идёт о больших площадях), то лучше воспользоваться прицепными, кулачковыми или гладкими самоходными катками. Уместны будут различные способы уплотнения грунтов c помощью круговых трамбовочных механизмов.
Технология уплотнения грунта щебнем
Один из вариантов подготовки участка к строительным работам — уплотнение грунта щебнем. Технология проведения данной процедуры обладает своей спецификой. Щебневая подушка позволяет увеличить несущую способность зданий, уменьшая нагрузку, предназначенную для фундамента.
Конкретная сфера применения материала зависит от его фракции:
- мелкая – садовые дорожки, незначительные (декоративные) элементы;
- средняя (2-4 см) – создание подушки под фундаментом и железобетонными конструкциями;
- крупная (4-7 см) – обустройство дорожного полотна, отсыпка площадок при условии текучести материала.
Уплотнение грунта щебнем производится с использованием тяжёлых катков, а также вибрационной трамбовки и плит, значительно ускоряющих процесс в целом.
При возведении небольших зданий для подушки используется щебень мелких фракций, а её толщина составляет 10-50 см. В качестве отсыпки поочерёдно используется щебень и песок крупных или средних фракций. Формирование берёт на себя роль выравнивающего элемента, поэтому щебень необходимо утрамбовывать как можно тщательнее. На песочных подушках рекомендуется использовать ручные трамбовки для уплотнения грунта.
Ленточный монолитный фундамент поддерживается слоем среднефракционного щебня. Правильно выполненная подушка, кроме своей основной функции, способна обеспечить теплоизоляцию и дренаж, что продлевает эксплуатационный срок здания. При обустройстве трубопроводов используется обратная засыпка грунта с послойным уплотнением.
Проведения испытания после уплотненного грунта
Уплотнение грунтов и контроль степени уплотнения производится в соответствии со всеми нормами СНиП и ГОСТа. Отслеживание осуществляется как в процессе работ, так и после и завершения.
Сноска из СНИП про уплотнение грунтов
В июле 2003-го года ГОСТ 22733-77 был заменён на ГОСТ 22733-2002.
Протокол уплотнения грунта (образец)
Акт на уплотнения грунта:
Техника безопасности
Основными источниками сведений по технике безопасности, при проведении работ по повышению плотности грунтов, являются следующие документы:
Заключение
Технология уплотнения грунта связана с большим количеством тонкостей: применение подходящего оборудования для воздействия на определённые материалы, учёт влажности, контроль качества, составление документации и так далее.
В ходе работ необходимо ориентироваться на ЕНиР, уплотнение грунта щебнем и результаты иных операций должны соответствовать всем установленным там нормам и расценкам.
Уплотнение строительных материалов (грунтов) производится для увеличения их прочностных характеристик и избежания осадок в процессе эксплуатации. Уплотнение происходит за счет приложения статической или вибрационной силы на уплотняемый материал. Наибольшее распространение уплотнение получило в дорожном строительстве, возведении насыпей и дамб, фундаментных и ландшафтных работах.
Качество уплотнения каменной отсыпки, грунтов и асфальтобетона напрямую связано с несущей способностью материала и его водонепроницаемостью. Причем увеличение степени уплотнения на 1% ведет к увеличению прочности материала на 10-20%.
Некачественное уплотнение ведет к последующим усадкам грунтов, что значительно увеличивает стоимость содержания или приводит к дорогостоящему ремонту.
Области применения уплотнения
Вот список областей, где уплотнение используется наиболее часто:
- Автодорожное строительство
- Железные дороги
- Фундаменты зданий
- Аэропорты и порты
Автомобильные дороги
Разнообразие современных автомобильных дорог очень большое: начиная от грунтовых проселочных дорог, заканчивая многополосными магистралями с асфальтобетонным покрытием.
Вне зависимости от типа дороги, для увеличения несущей способности полотна и увеличения срока службы необходимо использовать уплотнение всех слоев дороги, включая насыпь.
Дорога возводится двумя способами – на насыпи или в выемке. Дорожная одежда состоит из подстилающего слоя, слоя основания и финальных слоев покрытия. Основная ее задача – равномерно распределять давление от поверхностных нагрузок по всему земляному полотну.
Максимальное давление возникает на поверхности, поэтому требование к качеству материала и его уплотнению максимальны для слоев покрытия – асфальту или асфальтобетону.
Слой основания обеспечивает жесткость слоям покрытия, поэтому требования к его уплотнению также велики. Обычно для этих слоев используется щебень или каменная отсыпка.
Железные дороги
Во всем мире железные дороги обеспечивают большую часть грузового трафика. Значительная часть таких перевозок занимает транспортировка крайне тяжелых материалов, таких как руда и уголь. Поэтому способность противостоять нагрузкам критически важна для железной дороги. А этого невозможно добиться без качественного уплотнения железнодорожной насыпи.
Фундаменты зданий
Устойчивость и срок службы любых типов построек напрямую зависят от качества фундамента. Особенно это важно в местах, где отсутствуют прочные грунты.
Возведение качественной дренажной подушки под основание зданий проблематично выполнить без использования уплотнительной техники.
Крупные инфраструктурные проекты: порты и аэропорты
В современном мире грузооборот аэропортов и морских портов вырос многократно. Чтобы справится с этим потоком грузов – значительно возросла интенсивность движения судов и самолетов, а следовательно выросли нагрузки на взлетные полосы и причалы. На данных объектах требования к качеству работ и используемых материалов максимальны. Стандарты по уплотнению всех подстилающих слоев и слоев покрытия значительно выше, чем на прочих объектах.
Способы уплотнения
Существуют два способа уплотнения грунтов и асфальтных покрытий: статическое и вибрационное воздействие.
Статическое уплотнение
Статическое уплотнительное оборудование для воздействия на уплотняемый материал использует только собственный вес. Чтобы изменить силу воздействия на поверхность необходимо либо изменить массу, либо площадь контакта.
К такому типу оборудования относятся статические катки с гладкими вальцами и катки на пневматических шинах.
Вибрационное уплотнение
Вибрационное уплотнительное оборудование использует комбинацию статического и динамического воздействия. Вибрация создается за счет вращения эксцентрикового груза. Вибрационные удары передается частицами материала между собой, что приводит к уменьшению трения между ними и взаимному движению. Что в свою очередь позволяет частицам переупаковываться в максимально плотное состояние. По сравнению со статическим, вибрационное уплотнение воздействует на материал на гораздо большую глубину. Изначально данный способ уплотнения использовался только для несвязных грунтов (песок, щебень и т.п.), однако со временем появилась вибрационное оборудование и для уплотнения глинистых грунтов и асфальта.
Эффективность воздействия вибрационного оборудования признана во всем мире, и на текущий момент данный способ уплотнения является доминирующим на рынке.
Влияние влажности грунта на его уплотнение
Любые грунты состоят из трех элементов: твердые частицы, воздух и вода. Во время уплотнения почти все грунты достигают максимальной плотности при определенном оптимальном содержании в них воды.
Таким образом, сухой грунт плохо поддается уплотнению, а влажный грунт становится мягким и его легче утрамбовать.
Однако, чем выше содержание воды в грунте, тем ниже его плотность. Максимальная плотность достигается при оптимальном содержании влаги в грунте, что обычно является промежуточным состоянием между абсолютно сухим и полностью влажным.
Для определения оптимальной влажности для грунта используют лабораторный анализ по ГОСТ 22733-2002 (Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности).
Степень уплотнения чистого песка и щебня (без содержания примесей) почти не зависит от содержания в них влаги, и могут быть максимально утрамбованы как в сухом, так и водонасыщенном состоянии.
Уплотнение различных типов грунтов
В зависимости от используемого уплотняемого материала выбираются соответствующие способы и оборудование для уплотнения.
Песок и щебень
Как уже упоминалось ранее, песок и щебень достигают своей максимальной плотности в абсолютно сухом или полностью водонасыщенном состоянии. Но так как данные материалы обладают отличными дренирующими свойствами, достаточная плотность достижима при любом содержании влаги в материале.
Но при использовании щебня и песка с содержанием примесей, дренирующие свойства заметно ухудшаются и материал становится пластичным, что затрудняет его уплотнение. В таких случаях необходимо производить уплотнение при оптимальном содержании влаги.
При уплотнении песка и щебня с низким содержанием примесей может возникнуть небольшая проблема – материал пытается выпучиться сзади вальца катка или виброплиты, тем самым плотность верхнего слоя снижается. Но при послойном уплотнении данный нюанс не играет большого значения, т.к. нижележащий слой уплотняется при обработке верхнего слоя.
Для уплотнения песка и щебня подойдет любое вибрационное оборудование: вибротрамбовки, виброплиты и виброкатки. Вес оборудования влияет на высоту трамбуемого слоя.
Скальная порода
Отсыпка из скальной породы применяется в качестве насыпей в дорожном строительстве, при сооружении платин и дамб, а также при возведении взлетных полос и морских портов. Валуны из скальной породы могут достигать размеров до 1,5 метров и обладают значительной прочностью.
Первичная укладка скальных пород производится бульдозерами, они образуют довольно ровную поверхность. Для дальнейшего уплотнения используют вибрационные катки тяжелого и среднего класса.
Пылеватые грунты
На качество уплотнения пылеватых грунтов сильно влияет степень содержания в них влаги. Для качественного уплотнения подобного грунта, уровень влажности не должен сильно отличаться от оптимального. При большом содержании влаги в пылеватом грунте и при воздействии вибрации такой грунт становится текучим, что сильно снижает возможность его качественного уплотнения.
Пылеватые грунты с оптимальной влажностью обладают низкой вязкостью, поэтому их можно уплотнять более толстыми слоями, чем песок. Для их уплотнения идеально подходят вибрационные катки среднего и тяжелого класса, либо тяжелые виброплиты.
Глина и суглинки
Глину и грунты, содержащие большое количество глины, часто используют в дорожном строительстве при возведении насыпей. Качество уплотнения глины меняется в зависимости от содержания в ней воды. При низком содержании влаги она становится твердой, а при высоком содержании очень пластичной. Поэтому при уплотнении подобных грунтов оптимальная влажность материала является существенным фактором.
Для уплотнения глины используют вибрационные катки с гладкими либо кулачковыми вальцами. Кулачковые – когда влажность ниже оптимальной, а гладкие вальцы – при повышенной влажности. Глубина слоя выбирается в пределах от 20 до 40 см. Толщина уплотняемого слоя влажной глины может быть больше, чем сухой.
При существенном отклонении уровня влажности от оптимального могут быть использованы бороны и фрезы для увлажнения или проветривания грунта.
В публикации выполнен обзор и анализ приборов и оборудования экспресс оценки модуля упругости, калифорнийского числа несущей способности и твердости грунтов, оцениваемой глубиной проникновения конуса динамических пенетрометров от одного удара. Анализ работ предшественников позволит разработать математические модели, связывающие коэффициент уплотнения грунта с коэффициентом увлажнения при испытании различными приборами, установками динамического нагружения, динамическими конусными пенетрометрами российского и зарубежного производства, измерителем жесткости грунта GeoGauge. В работе авторы описывают методику экспериментальных исследований, включающую лабораторные работы и натурные испытания. Применение результатов исследования позволит сгущать сетку контроля коэффициента уплотнения, за счет чего повысится надежность испытаний и однородность степени уплотнения. Это приведет к повышению ровности покрытий и обеспечению требуемого уровня потребительских свойств автомобильной дороги на более продолжительном временном отрезке эксплуатации.
Ключевые слова: коэффициент уплотнения, коэффициент увлажнения, экспресс оценка степени уплотнения, динамический пенетрометр, установка динамического нагружения, измеритель жесткости грунта.
От качества уплотнения грунтов земляного полотна зависят показатели их прочности и деформируемости. В результате при правильно запроектированной дорожной одежде грунты работают в стадии уплотнения [1], претерпевая остаточные деформации, которые относительно числа, приложенных нагрузок носят затухающий характер [2, 3] и связаны с напряжениями линейной зависимостью [4]. Таким образом, степень уплотнения грунта оказывает влияние на ровность покрытия, к которой нормативные документы выдвигают строгие требования, а в работах специалистов [5–8], ограничения по глубине неровностей еще более строгие. Ровность покрытий обуславливает важнейшие потребительские свойства автомобильных дорог: скорость, безопасность и удобство движения, вследствие чего научные исследования, направленные на обеспечения качества уплотнения грунтов актуальны. Кроме того, в работах, выполненных в области разработки способов расчета пластических деформаций и грунтов [9–12], предполагается, что степень уплотнения грунтов и щебеночных материалов обеспечена. Несоответствие коэффициента уплотнения, значениям, закладываемым при расчете остаточных деформаций [9–12] приводит к тому, что фактические значения параметров деформируемости грунтов и материалов оказываются меньше величин, используемых при проектировании конструкции по ровности. Такое же замечание можно сделать по отношению к методам расчета земляного полотна по сопротивлению сдвигу [13–20]. В этом случае, если фактическая величина коэффициента уплотнения окажется меньше, заложенной в расчетах [13–20], то параметры грунтов, используемые в условиях пластичности для проектирования дорожной конструкции, будут иметь значения меньше фактических. Это так же приведет к тому, что запроектированная дорожная одежды будет иметь недостаточную жесткость для данных условий эксплуатации.
Критерием качества уплотнения является степень уплотнения грунта, она характеризуется величиной коэффициента уплотнения и должна соответствовать требованиям строительных правил. Режим и объем контроля, а также предельные отклонения коэффициента уплотнения от требуемых значений регламентируются строительными правилами. В нижних технологических слоях насыпей высотой более трех метров коэффициент уплотнения контролируют в поперечниках, расположенных на расстоянии не более 50 м, а в других конструкциях поперечного профиля не реже, чем через 200 м. В верхнем технологическом слое земляного полотна не зависимо от конструкции его поперечного профиля степень уплотнения проверяют через каждые 50 м. При ширине земляного полотна до 20 м из поперечника отбирают три пробу, одну берут по оси сооружения, а две другие отбирают на расстоянии 1,5–2 м от бровки. При ширине — более 20 м в пределах поперечника берут еще две дополнительные пробы из промежутков между осью и бровкой. Безусловна, что для повышения надежности контроля коэффициента уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшение шага отбора проб по длине и увеличение точек контроля в пределах одного поперечника. Точные методы определения плотности, регламентируемые государственными стандартами обладают высокой трудоемкостью отбора проб и требуют значительных затрат времени на лабораторное определение плотности и влажности грунта. Поэтому возникает острая необходимость в развитии методов экспресс оценки степени уплотнения грунтов, выполняемой непосредственно на строительном объекте.
Большая экспериментальная работа по исследованию влияния влажности и степени уплотнения грунтов на показатели механических свойств выполнена В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21]. В результате получены эмпирические формулы, связывающие модуль упругости, сцепление и угол внутреннего трения с относительной влажностью и коэффициентом уплотнения грунта. Эти формулы приведены в табл. 1 [9]. Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и влажности можно представить эмпирическими формулами В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21], которые приведены в табл. 1.
Формулы для расчета параметров прочности идеформируемости (Примечание W— относительная влажность, определяемая отношением влажности грунта Wе квлажности на границе текучести Wт (W=Wе/ Wт)
Читайте также: