Коэффициент уплотнения при устройстве откосов

СНиП 3.06.04-91 — Страница № 51

12.16 Плиты и блоки решетки следует укладывать на откос от подошвы к гребню сооружения. В покрытии из плит швы следует омоноличивать до затопления откоса. На постоянно затопленные откосы или подводные склоны и дно реки покрытия из гибких плит необходимо укладывать картами площадью более 100 м 2 в виде «чешуи» с нахлестом 0,5 — 1,5 м со специальных наплавных устройств в виде барабана или стапеля в соответствии с ППР. Швы между плитами в картах омоноличивать не следует.

1 Ширина прогала в насыпи для сооружения трубы не менее 10 м и не менее 4 м от подошвы откоса насыпи до трубы

Прогала на каждой трубе

Измерительный (измерение рулеткой)

2 Размеры грунтовой призмы:

верха — не ниже верха трубы

Грунтовой призмы на каждой трубе

Измерительный (измерение откосным шаблоном и линейкой)

откоса — не круче 1:5

3 Засыпка пазух между стенками котлована и фундаментом трубы — горизонтальными слоями, одновременно с обеих сторон фундамента на всю длину котлована с допустимым опережением на величину уплотненного слоя

Измерительный (измерение плотномером)

4 Толщина отсыпаемых слоев грунтов (в плотном теле), м:

а) 0,40 — 0,45 глинистых грунтов — при уплотнении машинами на базе тракторов, применяемыми для уплотнения насыпей

Измерительный (измерение линейкой)

б) 0,50 — 0,65 песчаных грунтов — при уплотнении теми же машинами

0,20 — 0,25 песчаных фунтов — при уплотнении пневмокатками массой 25 — 30 т

в) до 0,15 песчаных грунтов — при уплотнении ручными электротрамбовками

5 Коэффициент уплотнения грунта грунтовой призмы у МГТ — 0,95

На горизонтах 0,25; 0,5 и 0,75d по высоте с обеих сторон по оси насыпи на расстоянии 0,1 и 1,0 м от стенок — не менее 2 проб в каждой точке

Измерительный (для песчаных и глинистых фунтов прибором Ковалева, для щебенисто-галечниковых и дресвяно-гравийных методом лунок)

6 То же, ЖБТ и ПБТ — 0,95

В каждом уплотненном слое фунта. В сечениях по оси насыпи и с обеих сторон трубы на расстоянии 0,6 и 1,0 м от стенок

7 Коэффициент уплотнения грунта над трубой на высоту 2 м в зоне пониженного уплотнения при насыпях высотой 8 м и более — 0,85 — 0,90

Каждого уплотненного слоя

8 Уменьшение горизонтального диаметра МГТ в период засыпки и уплотнения фунта до 3 % d

Каждой трубы по всей длине

Засыпка труб в зимних условиях

9 Допускаются фунты для засыпки МГТ талые (сухие несмерзшиеся), имеющие в момент уплотнения t³ 0,5 °С. Время рабочего цикла от момента разработки фунта до окончания его уплотнения — не более времени, в течение которого фунт сохраняет возможность к уплотнению

Каждого уплотненного слоя

Измерительный (измерение температуры фунта)

10 Грунты для засыпки ЖБТ и ПБТ — скальные, крупнообломочные, крупный и средний песок. Допускаются глинистые фунты, имеющие влажность не выше границы раскатывания. Глинистые грунты полутвердой консистенции разрешается применять при отсутствии грунтов меньшей влажности и только в талом состоянии. Время рабочего цикла определяется на объекте ориентировочно (см. таблицу 27)

Операционный (измерение времени)

Содержание мерзлого грунта менее 30 %. Размер комьев мерзлого фунта менее 2/3 толщины укладываемого слоя

Размещение мерзлого фунта — равномерное (не гнездами) на расстоянии более 1 м от поверхности откосов

11 Подготовка насыпей для сооружения труб под вторые пути:

из глинистых фунтов высотой более 1 м — нарезать уступы шириной от 1 до 1,5 м с поперечным уклоном 0,01 — 0,02

Измерительный (измерение лентой и откосным шаблоном)

из дренирующих фунтов — удалить с откосов дерн и древесно-кустарниковую растительность и после этого разрыхлить откосы на глубину 10 — 15 см

Визуальный и измерительный (измерение глубины рыхления линейкой)

12 Минимальная засыпка для пропуска паводковых вод фунтовой призмы труб:

ЖБТ — на высоту d/2

Измерительный (измерение рулеткой)

1 При глубине заложения фундамента до 0,7 м пазухи следует засыпать фунтом на полную высоту и уплотнять машиной виброударного действия для стесненных условий на базе трактора ДТ-75 за два прохода по одному следу со скоростью 500 м/ч.

12.17 Технические требования по укрепительным работам, а также методы и способы контроля приведены в таблице 29.

Метод или способ контроля

1 Отклонение поверхности грунта откоса от проектной ±5 см

2 замера на поперечнике с шагом, указанным в проекте

Измерительный (измерение откосным шаблоном и линейкой)

2 Характеристика подготовки из щебня, гравия, песчано-гравийных смесей — по СП 34.13330, ГОСТ 8267, ГОСТ 8736, ГОСТ 3344

1 раз на партию материала

Проверка по ГОСТ 3344, ГОСТ 8269.0, ГОСТ 8735, ГОСТ 25607

3 Минимальная толщина слоев подготовки, см:

10 — при ручной укладке,

15 — при укладке механизмами

1 замер на 200 м 2 откоса

Измерительный (измерение линейкой)

4 Отклонение поверхности подготовки (ровность) +3 см на базе 5 м

Измерительный (измерение шаблоном и линейкой)

5 Характеристика геотекстиля (подготовки): коэффициент фильтрации К_ф — 0,02 см/с, поверхностная плотность не менее 30 кг на полосу шириной 5 см

На заводе-изготовителе по действующим нормативно-техническим документам

Проверка по действующим нормативно-техническим документам на геотекстиль

6 Допускаемый нахлест полотен геотекстиля при стыковании не менее 10 см при сварке и склейке сплошным швом

1 замер на 50 м длины шва

Измерительный (измерение линейкой)

7 Превышение граней смежных бетонных и железобетонных плит не более 10 мм, ширина раскрытия швов в конструкциях без омоноличивания не более 10 мм; при большем раскрытии швы омоноличиваются

1 замер на 100 м 2 поверхности откоса

Устройство армогрунтовых систем

12.18 При устройстве концевых участков подходных насыпей и конусов обсыпных устоев должен использоваться песок с коэффициентом фильтрации К_ф³ 2,0 м/сут.

12.19 Геотекстильные и геопластиковые материалы, используемые для армирования концевых участков насыпей и конусов, должны иметь прочностные характеристики, достаточные для восприятия давления грунта при относительных деформациях не более 0,5 %.

Необходимо предусматривать изоляцию полиэстровых материалов от контакта с бетоном.

Песок для отсыпки армогрунтовых систем должен иметь коэффициент неоднородности d₁₀/d₆₀³ 2,0.

12.20 Допуски на толщину слоев песка между армирующими прослойками устанавливаются ±5 см.

12.21 Коэффициент уплотнения должен быть не менее 0,98 по кривой стандартного уплотнения. Необходимое количество проходок катка по одному следу отрабатывается на пробном уплотнении.

Коэффициент уплотнения измеряется в каждом слое армогрунтовой конструкции с помощью режущих колец и плотномеров.

12.22 Расстилка армирующего полотна должна осуществляться на ровную поверхность песка после укатки ее катками с гладкими валками без морщин и складок с нахлестом 50 см — для геотканей и без нахлеста для пластиковых георешеток.

Геотекстиль и георешетки крепятся металлическими шпильками, забиваемыми в грунт с шагом 5 — 10 см.

Технология уплотнения грунта и откосов

В процессе производства работ не допускается переувлажнение или пересыхание уплотняемых грунтов. При интенсивных дождях отсыпку насыпей из глинистых грунтов прекращают. Переувлажненный в отдельных местах грунт до начала работ должен быть подсушен и уплотнен или удален. В летнее время при высоких температурах воздуха допускать высыхания грунта нельзя, поэтому разрыв во времени между отсыпкой и уплотнением грунта должен быть минимальным. Маловлажные грунты необходимо увлажнять.

При составлении проекта производства работ и определении потребного числа грунтоуплотняющих машин норму выработки их следует принимать по производительности ведущих землеройных машин комплекта. Если производительность землеройных машин комплекта значительно меньше производительности грунтоуплотняющих машин, последние рекомендуется использовать для уплотнения грунтов на двух одновременно возводимых участках насыпи, расположенных друг от друга на расстоянии не более 3 км.

Уплотнение грунта катками рекомендуется производить на захватках длиной не менее 200 м, а машинами ударного и виброударного действия на базе тракторов – не менее 25 м.

Уплотнение грунта пневмокатками, решетчатыми катками, виброкатками и трамбующими машинами во избежание «сползания» машины на откос следует начинать не ближе 1,5 м от бровки с постепенным приближением к откосу при каждом последующем проходе вплоть до 0,5 м до бровки.

В данном курсовом проекте применяется каток вибрационного действия ДУ-61 — прицепной решетчатый каток весом 25-30 тонн, так как он более эффективен при уплотнении грунта в зимний период.

В дальнейшем уплотнение грунта производится от краев к середине насыпи. Уплотнение грунта виброударными и ударными машинами с выносным рабочим органом, можно производить от бровки к оси земляного полотна (рис. ниже), т. к. их крайний рабочий орган перемещается по бровке, в то время как базовая машина – на безопасном от откоса расстоянии.

Поворот грунтоуплотняющих машин в конце уплотняемого участка производится непосредственно на земляном полотне, если ширина его не меньше размеров их характеристик с учетом зон безопасности по 0,5 м от бровки откоса. Если ширина земляного полотна меньше размеров технических характеристик, поворот уплотняющих машин осуществляется на специальных разъездах, нулевых местах или вне пределов земляного полотна с использованием въездов и съездов.

Каждый последующий проход грунтоуплотняющей машины по одному и тому же следу необходимо осуществлять после того, как вся площадь уплотняемого слоя будет перекрыта следами предыдущих проходов. При этом смежные следы должны перекрываться друг другом на 0,1. 0,2 м. Особое внимание следует уделять уплотнению грунта на участках въездов, съездов и концевых участках захваток.

После установления рациональной толщины отсыпаемого слоя определяют число слоёв в теле возводимой насыпи, назначают ведущую и вспомогательные машины для выполнения всех операций при возведении насыпи.

Уплотнение грунта конусов и насыпей за устоями мостов, а также прогалов за подпорными стенками рекомендуется производить виброударными машинами.

Прогалы, оставленные при устройстве въездов и съездов в земляном полотне, заделываются сразу же после окончания возведения насыпи. При этом грунт отсыпается горизонтальными слоями и тщательно уплотняется.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

Насыпные грунтовые плотины — Укладка грунта

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Укладка грунтов представляет собой основную группу технологических процессов, выполняемых при возведении таких качественных насыпей, как грунтовые плотины. По этой причине укладка занимает наибольшее время и требует наибольших капиталовложений. Все основные параметры укладки задаются еще на стадии проектирования плотины.

Укладка грунтов включает в себя следующую цепочку последовательных технологических процессов:
– подготовка естественного основания;
– отсыпка грунтового материала (в пределах технологических карт);
– разравнивание грунтового слоя на расчетную толщину и его планировка;
– уплотнение грунтового слоя;
– контроль коэффициента уплотнения и подготовка спланированной поверхности к укладке вышележащего слоя.

Принципиальная схема разбивки на карты при возведении однородной земляной плотины

2 ПОДГОТОВКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСНОВАНИЯ

Качественное проведение работ по подготовке природного основания очень важно. Оно позволяет обеспечить заданное в проекте надлежащее сопряжение искусственного сооружения (плотины) и естественного грунтового массива.

В общем случае подготовка основания может включать в себя следующие этапы:
1. Лесосводка — удаление деревьев, зарослей кустарника, мусора, пней.
2. Выемка котлована — в соответствии с геометрией, заданной в проектной или рабочей документации. Выемка производится с недобором до проектной глубины на величину 0,2—0,3 м. Недобор необходим для предохранения непосредственной подошвы будущего гидротехнического сооружения от длительного атмосферного воздействия.
3. Удаление ослабленных и некондиционных естественных грунтов — производится в случае необходимости, устанавливаемой в проекте.
4. Составление акта готовности естественного основания. Акт подробно отражает характер и объем всех выполненных строительных работ, а также фактическое состояние основания.

3 ОТСЫПКА ГРУНТОВОГО МАТЕРИАЛА

Отсыпка любых типов грунтов в тело грунтовой плотины производится по технологическим картам. Каждая технологическая карта представляет собой отдельную огороженную площадку (участок), в пределах которой выполняется обособленный вид работ. Количество и состав таких карт определяется в проекте организации строительства (ПОС), и во многом зависит от размеров плотины и принятой интенсивности земляных работ. Как правило, стремятся сравнять количество технологических карт и количество технологических операций. Равенство этих двух параметров позволяет обеспечить непрерывность всего цикла земляных работ: отсыпка → разравнивание → уплотнение → контроль качества. Это достигается благодаря полному исключению простоев и пауз в работе строительной техники и рабочих. Например:
– технологическая карта на отсыпку;
– технологическая карта на разравнивание;
– технологическая карта на уплотнение;
– технологическая карта на контроль качества выполненных работ.

Между собой технологические карты должны сопрягаться достаточно пологими откосами (около 1:3). Это необходимо, чтобы между картами не образовывались строительные грунтовые швы. Наличие таких швов после постановки плотины под напор водохранилища ведет к возникновению в её теле сосредоточенной фильтрации, что крайне опасно. Если сопряжение технологических карт происходит вдоль линий тока будущей (предполагаемой) фильтрации воды, то необходимо устройство прямо на поверхности сопрягающихся откосов борозд или штраб. Такие борозды должны располагаться поперек направления фильтрации. Борозды способствует удлинению пути фильтрации, что благоприятно влияет на фильтрационную прочность тела плотины.

По высоте технологические карты желательно отсыпать, выдерживая примерно одну общую высотную отметку. Разница между картами по высоте не должна превышать 3 м.

Отсыпка грунтов начинается с разгрузки кузовов автосамосвалов, формирующих небольшие отвалы. Грунт с отвалов развозится по технологической карте скреперами с открытым ковшом , которые производят отсыпку грунта тонким слоем по всей площади карты. В случае дождя грунт или укрывают водонепромокаемыми полотнищами (типа брезента), или выполняют отсыпку с уклоном (около 1:100). Такой уклон способствует быстрому оттоку воды. В случае, если всё же произошло переувлажнение поверхности грунта, верхний уже уложенный его слой снимается.

Наиболее ответственной работой по отсыпке является устройство переходных фильтровых зон, которые разделяют основные призмы плотины и глинистое ядро или экран. Сопряжение разных материалов данных зон по высоте происходит зигзагообразно — в форме «ёлочки». Основные требования к укладке грунтов переходных зон и фильтров, определяемые в проекте организации строительства:
– грунт ни в коем случае не должен быть загрязнен;
– в грунте не должна происходить сегрегация по его гранулометрическому составу (т.е. расслоение крупных и мелких фракций в конкретном объеме отсыпки); для предотвращения сегрегации применяются предварительный полив отсыпаемого грунта, и ограничение толщины слоя отсыпки.

Также очень важно качество отсыпки тела плотины в области верхового откоса. Это связано с возможным разуплотнением грунта вдоль плоскостей откосов. Отсыпка таких зон производится с временным уширением (сдвижкой) насыпи за пределы откосов. Величина уширения составляет около 30 см. В дальнейшем, при производстве работ по креплению откосов, грунт выполненных уширений срезается — до восстановления профилей откосов, заданных в проектной документации.

4 РАЗРАВНИВАНИЕ И ПЛАНИРОВКА ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Разравнивание отсыпанного грунта ведется до получения расчетной толщины грунтового слоя. Толщина грунтового слоя — важный параметр, определяемый при разработке проекта плотины. На строительной площадке принятая в проектной или рабочей документации толщина грунтового слоя может быть скорректирована (на основании уточненных данных по карьерным грунтам).

Работы по разравниванию выполняются после отсыпки, но с минимальной задержкой. Это необходимо для сохранения оптимальной влажности грунта W_опт, которая получена при его предварительном кондиционировании .

Для разравнивания и планировки грунта в пределах технологической карты по её периметру устанавливаются маяки (вешки). При разравнивании могут также выполняться дополнительное кондиционирование, боронование, удаление или дробление валунов. Разравнивание грунта глинистого ядра или экрана осуществляется вдоль оси ядра, а не поперек.

5 УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Для уплотнения разравненного и спланированного слоя применяются два метода — статический (статическими катками, оборудованными гладкими вальцами) и вибрационный (вибрационными катками, оборудованными кулачковыми вальцами). Статический метод используется для уплотнения связных (глинистых) грунтов, динамический — для несвязных (песчаных). Иногда уплотнение производится гружеными самосвалами, а в стесненных местах — виброплитами (100—400 кг) и даже ручными трамбовками.

Уплотняющая техника должна уплотнить грунт до достижения так называемого коэффициента уплотнения k_упл. Коэффициент уплотнения определяется в проекте грунтовой плотины и обычно находится в пределах 0,92—0,98. При выполнении уплотнения грунт должен иметь оптимальную влажность W_опт.

Наилучшая схема движения катков по технологической карте — челночная, реже применяется круговая схема. Катки перемещаются вдоль оси плотины, начиная от бровок верхового и низового откосов с постепенным приближением к центру плотины. Скорость уплотняющих катков — не более 0,4 м/с.

6 ИНТЕНСИВНОСТЬ УКЛАДКИ

Интенсивность работ по укладке и связанная с этим скорость роста грунтовой плотины, как правило, не ограничивается. Ограничение интенсивности задается при проектировании плотины только в двух случаях:
– если в тело плотины укладываются глинистые грунты пластичной консистенции;
– если в естественном основании присутствуют глинистые грунты, также находящиеся в пластичном состоянии.

Наложение ограничения по интенсивности связано с возможным появлением в описанных грунтах порового давления, которое резко возрастает при увеличении нагрузки на грунт от вышележащих слоев. При превышении поровым давлением определенной величины происходит резкая потеря несущей способности грунта и переход его в текучее состояние. Для снижения порового давления требуется завершение процессов консолидации, т. е. оттока из пор глинистого грунта определенного объема воды.

Что такое коэффициент уплотнения и как его подсчитать?

Значение коэффициента относительного уплотнения нерудных материалов определяет насколько возможно уплотнение песка или щебня с учетом первоначального объема. Рассчитывают этот показатель для оценки затрат сил и средств на доставку песка, отсыпку покрытий определенной плотности и т. д. Точно выполнить соответствующие расчеты можно только в лабораторных условиях после определенных геологических работ на самом участке.

Что учитывают при расчете коэффициента уплотнения:

• информация о месте и способе добычи нерудных материалов (природное или искусственное происхождение, климатические условия региона и т. д.);
• сведения о характеристиках материала, включая естественную влажность и плотность, а также изменение основных параметров после добычи (ГОСТ 8736-93, ГОСТ 25100-95);
• варианты и особенности доставки или хранения нерудных материалов;
• состояние песка или щебня в зависимости от погодных условий в местах хранения и в период доставки.

Данные по расчетам учитывают в проектной документации, а также в процессе выполнения конкретных работ.

Особенности расчета коэффициента уплотнения:

1. Перед выполнением расчетов проводят инженерно-геологические изыскания с определением особенностей добычи нерудных материалов на выбранном месторождении. В случае невозможности таких изысканий принимают значения в соответствии с действующими стандартами (СНиП и ГОСТ).
2. Действующие стандарты и нормы допускают взятие проб нерудных материалов только на отдельных участках месторождений.
3. Пробы берут с помощью специальных приспособлений (режущие кольца), которые упрощают выполнение таких работ.
4. В выбранных горизонтах делают хотя бы по три замера, каждый из которых состоит примерно из пяти килограмм грунта.
5. Для взятия проб нерудных материалов бурят шурфы, приямки или используют открытые участки.
6. Полученный нерудный материал отправляют в лабораторию для определения соответствующих характеристик.

После обработки данных о первоначальных параметрах грунта в лабораторных условиях рассчитывают коэффициент плотности. Расчет выполняют по формулам, которые описаны в соответствующих документах. Полученное значение можно использовать для подсчета объема нерудных материалов при перевозке автомобильным, железнодорожным и водным транспортом, а также для организации хранения и выполнения работ.

Чтобы рассчитать нужные параметры нерудных материалов, вы можете обратиться к нашим специалистам. Мы предлагаем и все виды щебня, песка и т. д. с отправкой нерудных материалов на объекты в Санкт-Петербурге и Ленобласти.