 |
6. Уплотнение грунтов при возведении земляного полотна
|
|
|
|
6. Уплотнение грунтов при возведении земляного полотна
Уплотнение грунтов с которых сооружается земляное полотно, является одним из важнейших технических процессов в результате которого достигается расчетная прочность, устойчивость и стабильность дорожной конструкции в целом в процессе будущих эксплуатации.
Возведение насыпей без послойного уплотнения допускается только в отдельных случаях:
Ø в насыпях на болотах;
Ø в насыпях через водослив;
Ø при возведении насыпи методом гидронамыва с одномерных мелких барханных песков.
Плотность грунта уплотненного в конструкцию оценивается коэффициентом уплотнения, который представляет собой отношение фактической плотности грунта насыпи к максимальной стандартной при оптимальной влажности (метод стандартного уплотнения):
Ку = ρ d / ρ max, ρ d = ρ / (1+0, 01W)
Уплотнение грунтов производится при влажности, близкой к оптимальной (Wопт). При отклонениях естественной влажности грунта от допустимых значений её следует увлажнять или подсушивать. Применение грунтов различных видов в одном слое насыпи не допускается.
Каждый слой отсыпаемого грунта следует разравнивать, соблюдая проектный уклон. Перед уплотнением поверхность отсыпаемого слоя грунта должна быть спланирована под двухскатный или односкатный поперечный профиль с уклоном 20 - 40 % к бровкам земляного полотна. Толщина слоя отсыпки должна назначаться исходя из обеспечения однородной плотности грунта по глубине слоя с учетом технических параметров применяемых уплотняющих машин и уточняться по результатам пробного уплотнения.
Предварительное уплотнение грунтов земляного полотна производится землеройно-транспортными механизмами и транспортными средствами, движение которых организуется по послойно отсыпаемому грунту равномерно по всей ширине земляного полотна.
|
|
|
Уплотнение грунтов укаткой производят катками на пневматических шинах, комбинированными кулачковыми и с гладкими вальцами. Катки выбирают в зависимости от вида грунта и толщины слоя отсыпки.
Самоходные катки с гладкими вальцами рационально использовать при окончательном уплотнении поверхностного слоя связных и малосвязных грунтов.
Кулачковые катки применяются для уплотнения непереувлажненных связных и малосвязных грунтов. При одинаковом с гладкими вальцами катками весе кулачковые катки дают почти вдвое большую глубину уплотнения. Уплотнение грунта трамбованием производят гидромолотами на экскаваторах. Вибрационные катки и виброплиты целесообразно применять для уплотнения только несвязных грунтов.
7. Контроль степени уплотнения грунтов при возведении земляного полотна (методы и приборы).
Оценка степени уплотнения грунта земляного сооружения производится по величине коэффициента уплотнения или плотности сухого грунта. Качество уплотнения определяют путем сравнения полученных значений с требуемыми по проекту или ТНПа.
Плотность сухого грунта в полевых условиях определяют объемно-весовым методом ( « метод режущего цилиндра»). Данный метод применяют для определения плотности однородных по гранулометрическому составу песчаных и пылевато-глинистых грунтов, не содержащих крупных включений.
Для отбора из уплотненного слоя образцов грунта ненарушенной структуры используют режущие кольца – пробоотборники с внутренним d не менее 70 мм и высотой h 0, 5-0, 8 внутреннего d. Толщина стенки кольца 1, 5-3 мм, угол заточки наружного края – не более 300. На подготовленную поверхность ставят режущее кольцо, смазанное вазелином. Заглубляют при помощи ударов молотком или специального ударника с падающим грузом. Осторожно извлекают, излишки грунта срезают, взвешивают с точностью до 1г и по формуле определяют плотность грунта: 
,
|
|
|
где 
- масса грунта с режущим цилиндром и пластинками, г;
- масса режущего цилиндра, г;
- масса пластинок, г.
Объем кольца = 500 см3.
По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности образца определяют плотность сухого грунта в уплотняемом слое 
, г/см3, по формуле:
.
Коэффициент уплотнения грунта Kу в соответствующем слое определяют по формуле:
где 
— максимальная плотность сухого грунта, определенная в приборе СоюздорНИИ для стандартного уплотнения по ГОСТ 22733, г/см3.
Метод замещения объема (метод лунок). Применяют для определения плотности крупнообломочных грунтов, песчаных и пылевато-глинистых грунтов, содержащих крупные включения (гравия, щебня и т. д. ). Применяется специальная аппаратура, позволяющая измерить объем сухого однородного песка, замещающего из лунки пробу грунта, или баллонный плотномер. Значение плотности влажного грунта находят делением массы грунта, удаленного из лунки (г) на объем лунки (см3). Для определения влажности грунта высушивают всю пробу грунта, взятую из лунки или, если это возможно, определяют влажность частиц грунта с d менее 10 мм, %, и вводят поправку на содержание частиц.
Метод взвешивания в воде. Используется плотнометр-влагометр системы Ковалева с объемом режущего цилиндра 200 см3 старой модификации для ускоренного определения плотности и влажности песчаных и глинистых грунтов с включениями более 2 мм до 10%. Для грунтов без включения крупных частиц допускается использовать прибор Ковалева новой модификации с объемом режущего цилиндра 100м3.
Определение плотности грунта. Подготавливают площадку 30*30см, погружают в нее режущее кольцо. Его откапывают, излишки грунта срезают. Режущее кольцо переносят в нижнюю часть поплавка, который снизу герметично закрывается крышкой. Поплавок с сосудом погружают в ведро-футляр с водой, по шкале ВЛ снимают отсчет плотности влажного грунта.
Определение плотности сухого грунта. После определения плотности грунта пробу грунта высыпают в латунный сосуд, наливают воду на 3/4 объема. В сосуде грунт перемешивают до однородной суспензии. Затем сосуд соединяют с поплавком и все вместе погружают в воду, налитую в ведро-футляр осле выхода пузырьков, сосуд устанавливают на поддон, поплавок погружают в воду, берем отсчет по шкале «Ч»(«П», «Г»).
|
|
|
Метод динамического зондирования. Метод ускоренного определения степени уплотнения грунтов динамическим зондированием по СТБ 1377 основан на принципе определения сопротивления грунта погружению зонда с коническим наконечником при забивке его последовательно возрастающим числом ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.
Метод пенетрации . В основе метода лежит принцип определения сопротивления грунта при внедрении конического наконечника под действием статической нагрузки на глубину, меньшую, чем высота наконечника. Определение степени уплотнения грунтов методом статической пенетрации следует производить с помощью портативного пенетрометра.
Метод динамического нагружения. Для операционного контроля качества уплотнения грунтов на строительной площадке может быть использован метод динамического нагружения ударами падающего груза посредством круглого жесткого штампа диаметром D, мм, при максимальном усилии Q, Н, и времени его действия t, с. Степень уплотнения определяют в слоях толщиной не более 30 см.
|
|
|
