5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы уплотнения грунта и песка

Способы уплотнения грунта и песка

СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЯ (ТРАМБОВКИ) ГРУНТОВ (ПЕСКА) УКАТКОЙ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта (ТТК) составлена на один из вариантов уплотнения (трамбовку) грунтов (песка).

ТТК предназначена для ознакомления рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства работ, а также с целью использования при разработке проектов производства работ, проектов организации строительства, другой организационно-технологической документации.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Грунты уплотняют для увеличения их несущей способности. К механическим способам уплотнения грунтов относятся укатка, трамбование, вибрирование и комбинированный способ. При выборе метода уплотнения грунтов и типа грунтоуплотняющих машин следует учитывать свойства грунта (гранулометрический состав, влажность, степень однородности, требуемую плотность), а также объем работ, время года, особенности выполнения подготовительных и вспомогательных работ и другие факторы. Работы по уплотнению грунтов ведутся при их влажности, близкой к оптимальной, т.е. при которой достигается наибольший эффект уплотнения.

Величина оптимальной влажности принимается:

— для песка мелкого и средней крупности — 10-15%;

— для песка пылеватого — 14-23%;

— для супесей — 9-15%;

— для суглинков — на 1% и для глин — на 2% ниже влажности на границе раскатывания.

Увлажнение грунта и доведение его влажности до оптимальной производится поливочной машиной или из шлангов. При этом перед укладкой первого слоя должно производиться разрыхление поверхности основания на глубину не менее 5 см, а отсыпка последующего слоя должна выполняться с перемешиванием и разравниванием грунта. Если величина оптимальной влажности превышает верхний предел более чем на 20%, то необходимо подсушить грунт рыхлением или боронованием, после чего производить уплотнение грунта. Если подсушка грунта не достигает цели, то следует усилить основание втрамбовкой в него щебня или гравия.

Несвязные и малосвязные грунты увлажняются в отсыпном слое незадолго до уплотнения.

Поверхность земляного сооружения следует разделять на участки, на каждом из которых последовательно укладывают, разравнивают, увлажняют и уплотняют грунт. Все участки с одинаковыми условиями работы должны быть равновеликими по площади.

Для уплотнения слабых глинистых, рыхлых песчаных и просадочных грунтов необходимо применять следующие способы:

— в пределах деформируемой зоны основания или ее части — поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, устройство грунтовых подушек и вытрамбовывание котлованов заданной формы и глубины;

— в пределах всей толщи рыхлых, песчаных, водонасыщенных или просадочных грунтов основания — глубинное уплотнение виброустановкой, глубинное уплотнение грунтовыми сваями, предварительное замачивание и замачивание с глубинными взрывами.

Выбор одного или сочетание нескольких способов уплотнения определяется проектом. Уширение уплотненной зоны по периметру здания или сооружения за наружные грани фундаментов принимается не менее 3 м.

Проектные решения по уплотнению грунтов должны содержать:

а) для всех способов уплотнения — исходные и требуемые значения показателей качества уплотнения (плотность сухого грунта или коэффициент уплотнения), величина понижения поверхности и др., подлежащие проверке в составе операционного и приемочного контроля, а также перечень технологических параметров и показателей качества, подлежащих уточнению в ходе опытного уплотнения;

б) при поверхностном уплотнении грунтов естественного залегания трамбовками — план и разрезы котлована с размерами уплотняемой площади и контурами фундаментов; указания о необходимой глубине уплотнения, требуемой плотности и оптимальной влажности грунта, по выбору типа грунтоуплотняющего механизма, о необходимом количестве ударов трамбовки или проходов уплотняющей машины по одному следу, величине понижения трамбуемой поверхности;

в) при устройстве грунтовых подушек — планы и разрезы котлованов; физико-механические характеристики отсыпаемого грунта; указания по толщине отсыпаемых слоев, рекомендуемым машинам для уплотнения грунта и режимам работы, а также плотность сухого грунта в подушках;

г) при вытрамбовывании котлованов — план котлована под здание или сооружение с отметками, с которых следует производить вытрамбовывание котлованов под фундаменты, размеры в плане и глубину отдельно вытрамбованных котлованов, конструкцию фундаментов с предельными нагрузками на основание, размеры, форму, массу и высоту сбрасывания трамбовки и ориентировочное число ударов при вытрамбовывании котлованов на заданную глубину; допустимый диапазон изменения влажности грунтов, минимально допустимые расстояния между вытрамбованными котлованами, размеры уширений в их основании, а также объем и вид жесткого грунтового материала (щебень, гравий, песчано-гравийная смесь и т.д.), втрамбовываемого в дно котлована, число порций и объем одной порции;

д) при уплотнении грунтовыми сваями — план размещения свай с указанием их диаметра и глубины, требования к влажности уплотняемых грунтов, характеристику применяемого оборудования, общее количество грунта и отдельных порций, засыпаемых в скважины, а также высоту разрыхленного верхнего (буферного) слоя грунта и способ его уплотнения;

е) при уплотнении предварительным замачиванием и замачиванием с глубинными взрывами — план разбивки уплотняемой площадки на отдельные участки (карты) с указанием их глубины и очередности замачивания, расположение и конструкции поверхностных и глубинных марок, схему сети водовода, данные по среднесуточному расходу воды на 1 м уплотняемой площадки и времени замачивания каждого котлована или участка (карты), величину условной стабилизации просадки, а в случае замачивания через скважины, дополнительно — план расположения скважин с указанием их глубины, диаметра, способа проходки и вида дренирующего материала для засыпки, способы уплотнения верхнего недоуплотненного (буферного) слоя грунта. При уплотнении просадочных грунтов замачиванием и глубинными взрывами дополнительно должна быть приведена технология взрывных работ с указанием противосейсмических мероприятий и техники безопасности производства взрывных работ;

Читать еще:  Серы в дизельном топливе

ж) при глубинном виброуплотнении — план площадки с указанием глубины уплотнения, схему уплотнения и режим работы виброустановки, расчетное значение показателя уплотнения грунта, допустимое расстояние от работающей установки до существующих зданий, сооружений и коммуникаций;

з) при предпостроечном уплотнении слабых водонасыщенных грунтов пригрузкой с вертикальными дренами — данные об объемах уплотняемых массивов, план участка с указанием его контура, величину временной нагрузки от нагрузочной насыпи, форму и размеры временной нагрузочной насыпи, план расположения вертикальных дрен, сечение дрен, расстояние между осями дрен (шаг), размер дрен и план расположения поверхностных и глубинных марок, расчетную величину конечной осадки основания от временной нагрузочной насыпи и величину упругого подъема после снятия нагрузки, схему производства работ по погружению дрен, устройству и снятию нагрузочной насыпи с указанием применяемого оборудования, режим нагружения и снятия временной нагрузки.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Аренда строительного
оборудования и инструмента в
Санкт-Петербурге

  • Главная
  • /
  • Статьи
  • /
  • Уплотнение грунта, песка и щебня

Уплотнение грунта, песка и щебня

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.

Такой тип оборудования не обеспечивает уплотнение материала на достаточную глубину, т.к. при нем возникает эффект «распора» между частицами верхнего слоя материала, что препятствует уплотнению нижележащих частиц.

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.

Читать еще:  Оригинал и подделка способы отличия

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.

Необходимость и способы уплотнения грунта

Уплотнение грунта применяется при постройке различных объектов: железных и автомобильных дорог, земляных дамб и фундаментов строений, улиц и магистралей, каналов и резервуаров, спортивных и складских площадок, стоянок для машин и аэродромов, промышленных или жилых зданий и много другого. Эта процедура позволяет увеличить прочность и несущую способность не только почвы, но и укладываемых сверху каменных материалов, цементо- или асфальтобетона.

Между степенью уплотнения грунта и прочностными характеристиками этих материалов существует определенная зависимость: увеличение первого параметра всего на 1 % приводит к повышению прочности на 10-15 %. Стоимость такой операции, как правило, составляет всего 3-5 % от общей сметы строительства. При этом следствием невыполненного или неправильно выполненного уплотнения грунта станут осадки или другие разрушения, повышающие стоимость содержания сооружения.

Оптимальные условия выполнения уплотнения грунта

Критерием правильно проведенного уплотнения грунта служит его плотность. При этом помимо типа почвы основным фактором, влияющим на результат работы, является ее влажность. От нее зависит подвижность частиц грунта. Оптимальный уровень влажности для песка – 8-14 %, для супеси – 9-15 %, для суглинка – 12-18 % и для глины – 16-26 %. При соблюдении этих параметров необходимая степень уплотнения грунта достигается наименьшими затратами.

Слишком сухую почву требуется увлажнять. Вода позволяет частицам грунта легче менять свое положение и уменьшает сопротивляемость. Если увлажнение провести невозможно, следует уменьшать толщину уплотняемых слоев почвы. Это позволяет добиться аналогичного результата. Возможна и обратная ситуация, когда грунт оказывается переувлажненным. В этом случае поры в нем заняты не воздухом, а водой, существенно мешающей уплотнению. Такую почву необходимо подсушивать.

Способы уплотнения грунта

Существует несколько способов уплотнения грунта:

  • Метод вибрирования изначально применялся только на песчаных грунтах или гравии, характеризующимися слабыми силами сцепления. Современная вибрационная техника обеспечивает качественное уплотнение даже глинистой почвы. При реализации этого способа виброустановки вызывают колебания частиц почвы и способствуют их плотной укладке. Такие машины в своей работе используют комбинацию статической и динамической нагрузки. Они передают частые удары на контактную поверхность, откуда вибрация передается непосредственно грунту. Современные машины обеспечивают качественный результат при толщине слоев 30-50 см.
  • Метод укатки подразумевает использование катков большой массы. Они многократно проезжают по поверхности грунта и уплотняют его под давлением. В этом случае единственным способом регулировать нагрузку является изменение массы оборудования или величины площади контакта. Катки с гладкой поверхностью подходят для любых грунтов. Кулачковые катки имеют на поверхности специальные уплотняющие кулачки разной формы и применяются на глинистых почвах. Машины весом 10-25 т обеспечивают требуемый результат при толщине слоев рыхлой почвы 20-30 см. Катки с массой 25-50 т качественно уплотняют слои грунта высотой 35-50 см. Тяжелые машины весом до 100 т одинаково успешно используются на связных и несвязных грунтах с толщиной слоя 40-50 см.
Читать еще:  Описание и сфера применения краз 250

  • Метод трамбования предполагает использование плит весом 1-2 т. Они сбрасываются с высоты 1-2 м и таким образом уплотняют почву. Этот способ используется для работы со связными грунтами, обладающими хорошей пластической деформативностью.

В настоящее время наибольшее распространение получили уплотняющие машины комбинированного действия. В своей работе они сочетают несколько способов уплотнения грунта и являются более эффективными. К таким устройствам относятся, например, виброкатки или вибротрамбовки.

18. Способы уплотнения грунта, их характеристика и условия применения

Процесс укладки грунта в профильные насыпи тре­бует выполнения ряда строительных операций: подготовка основания под насыпь и под каждый укладываемый слой; насыпка-навал грунта; послойное разравнивание насыпанного грунта; доувлажнение и выдерживание грунта до равномерного распределения влаги; собственно уплотнение; срезка неуплотненных слоев грунта с откосов и перемещение его в тело основной насыпи (срезка бахромы).

Способы уплотнения грунтов: укатывание; трамбова­ние; вибрация.

Способ укатки применяется для уплотнения связных и малосвязных грунтов (суглинков, супесей).

Трамбованием и вибрацией рекомендуется уплотнять несвязные грунты (песчаные, гравелистые, галечные). Уплотнение грунта трамбованием эффективно на любых грунтах, но оптимальных результатов дости­гает на грунтах с пониженной влажностью.

Для уплотнения грунтов используют различные машины: катки статического действия с гладкими, кулачковыми и вибровальцами, с пневматическими шинами; трамбующие машины с вальцами, с падающим грузом, с трамбующими плитами, с виброплитами.

На выбор уплотняющих механизмов оказывает влия­ние степень требуемого уплотнения, свойства грунта, объемы выполняемых работ, сроки и темпы производ­ства работ, погодные условия.

Наибольшее распространение получило уплотнение грунта катками статического действия: гладкими, кулачковыми, катками на пневмошинах, решетчатыми катками. Это обусловлено простотой и надежностью оборудования, высокой производительностью и сравни­тельно низкой стоимостью. В построечных условиях используют также и машины динамического действия – катки с вибрационными механизмами.

Катки не могут быть использованы в стесненных условиях, труднодоступных местах, при большой крутизне уплотняемой поверхности (круче 1:5) и при необходимости уплотнять грунт на глубину более 0,4. 0,5 м.

Основные показатели, характеризующие работу уплотняющих машин, следующие: толщина уплотняе­мого слоя; равномерность уплотнения по глубине слоя; необходимое число проходов по одному месту.

Катки с гладкими вальцами на пневматическом ходу применяют для уплотнения несвязных грунтов, толщина слоя уплотнения Н = 0,15 м.

Кулачковые катки используют для уплотнения связных грунтов, Н = 0,25…0,4 м, n = 4…14.

Применение кулачковых катков на несвязных грунтах неэффективно из-за плохой уплотняемости и податли­вости разрушению при вдавливании кулачка.

Нагрузка на один кулачок должна быть разрушающей для данного грунта, но не такой, чтобы кулачок вдавливался в грунт на всю высоту; по мере увеличе­ния числа проходов и уплотнения грунта погружение кулачка должно уменьшаться.

Пневмошинные катки уплотняют любые грунты, Н = 0,15…0,5 м, n = 4…8 для несвязных грунтов; n = 6…12 на связных грунтах.

При взаимодействии с грунтом пневмошинных катков деформируется не только грунт, но и сама шина, что приводит к относительно равномерному распределению напряжений в грунте.

В. П. Ковальчук предложил для определения давления на грунт пользоваться формулой

где р — давление в шине, МПа; ξ — статический коэффициент жесткости покрышки.

Оптимальная толщина слоя уплотняемого грунта зависит от вида катков, их параметров, влажности грунта и может быть вычислена по следующим формулам:

для гладких катков

для пневмошинных катков

для кулачковых катков

где w — влажность уплотняемого грунта, %; w — оптимальная влажность грунта, %; Q1 — сила тяже­сти, приходящаяся на одно колесо пневмошинного катка, кН; L — длина кулачка, см; b — толщина кулачка, см; h1 — толщина верхнего разрыхленного слоя после прохода кулачкового катка, см; А — коэффициент, полученный на основании эксперимен­тальных исследований: для гладких катков на сыпучих грунтах 0,4; для гладких катков на связных грунтах 0,3; для пневмошинных катков на любых грунтах – 0,2.

Решетчатые катки используют для уплотнения связных комковатых грунтов, со смерзшимися комьями и гравелистых грунтов.

Схемы движения катков должны быть увязаны с размерами поперечного сечения возводимых насыпей. При небольшой ширине насыпей разворот катков на них невозможен и осуществляется за пределами насыпей. От края насыпи катки проходят не ближе 0,5 м, что приводит к образованию неуплотненной зоны по откосу («бахромы»). Неуплотненный грунт с откосов обычно срезают, направляя его в насыпи.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector