книги из ГПНТБ / Руководство по укреплению переувлажненных грунтов на автомобильных дорогах цементом и известью

В О Е Н Н А Я А К А Д Е М И Я Т Ы Л А И Т Р А Н С П О Р Т А

РУКОВОДСТВО

ПО УКРЕПЛЕНИЮ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ

НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ЦЕМЕНТОМ

И ИЗВЕСТЬЮ

Л е н и н г р а д

1 9 6 6

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Под переувлажненными понимаются грунты, влажность которых выше оптимальной.

В зависимости от степени переувлажнения различают грунты с незначительным избыточным увлажнением, средне переувлаж­

3

2. Грунты с незначительным избыточным увлажнением можно обрабатывать цементом или известью без использования специ­ альных водосвязывающих добавок. Однако даже незначительная избыточная влажность может вызвать необходимость некоторого изменения обычной технологии работ. Например, для облегче­ ния работ и улучшения качества обработки грунта распределе­ ние и перемешивание вяжущих материалов целесообразно осу­ ществлять за несколько приемов, розлив воды не производить совсем или же производить в небольшом количестве и т. д.

Укрепление грунтов с относительной влажностью1 выше 0,7 — 0,75 неорганическими вяжущими материалами без использова­ ния водосвязывающих добавок малоэффектно, в производствен­ ном отношении затруднительно, а в большинстве случаев и не­ возможно, так как существующие дорожно-строительные машины не пригодны для работы на переувлажненных грунтах.

рованной диметилолмочевины.

Для ускорения набора прочности и морозостойкости известе­

4

для уменьшения расхода вяжущих материалов можно использо­ вать некоторые сернокислые соли (сернокислый магний, серно­ кислый алюминий, сернокислое железо и др.).

4. Укрепление переувлажненных грунтов цементом в сочета­ нии с водосвязывающими добавками производится в два этапа. На первом этапе грунт обрабатывается водосвязывающими до­ бавками, которые изменяют консистенцию грунта и делают его пригодным для дальнейшей обработки при помощи существую­ щих средств механизации. На втором этапе грунт обрабатыва­ ется цементом, в результате чего приобретает достаточно вы­ сокую прочность, водоустойчивость и морозостойкость. Обра­ ботка грунтов молотой негашеной известью производится за один прием.

5. В руководстве изложены способы укрепления переувлаж­ ненных грунтов следующими материалами:

—молотой негашеной известью и цементом;

—молотой негашеной известью и цементом с добавками солей, ускоряющих твердение и улучшающих качество извесг- ково-цементогрунтовых смесей;

—жидким стеклом и цементом;

—молотой негашеной известью с добавками солей, ускоряю­ щих твердение и улучшающих качество известегрунтовых сме­ сей.

Указанные способы укрепления грунтов практически можно

6. Укрепление переувлажненных грунтов наиболее целесооб­ разно производить в тех случаях, когда для устройства покры­ тий невозможно использовать каменные и местные материалы, а также при ограниченном количестве транспорта, выделяемого для доставки дорожно-строительных материалов.

7. Чем выше влажность грунта, тем больше минеральных вяжущих материалов требуется для его укрепления. В целях снижения расхода вяжущих материалов, улучшения условий ра­ бот и уменьшения стоимости покрытия (основания) необходимо во всех случаях проводить возможные по производственным и погодным условиям мероприятия, направленные на снижение начальной влажности укрепляемого грунта. Наиболее доступными из таких мероприятий являются;

—срезка и удаление за пределы обрабатываемой полосы верхнего, наиболее увлажненного слоя грунта;

—удаление воды и жидкой грязи из пониженных мест на полосе обработки;

5

— смешение грунта, подлежащего обработке, с более сухим карьерным грунтом (такой способ целесообразен, когда одно­ временно обеспечивается улучшение гранулометрического состава обрабатываемого грунта).

При наличии времени и благоприятной погоды возможно под­ сушивание грунта путем его аэрации (рыхление на всю глубину обработки и последующее периодическое перемешивание).

Перед устройством покрытий из укрепленного грунта на су­ ществующих дорогах обязательно производится восстановление и ремонт водоотвода, если он нарушен или работает неудовлет­

ворительно.

8. Прочность покрытия из укрепленного грунта может быть резко повышена путем введения добавок скелетных материалов (щебня, гравия, шлака, дресвы, крупнозернистого песка и т. д.). Поэтому при возможности в процессе смешения грунта с це­ ментом пли после перемешивания в обработанный грунт целе­ сообразно вводить скелетные добавки в количестве 30—50% от объема смеси.

9.Переувлажненные грунты, укрепленные негашеной известью

ицементом, можно использовать для устройства дорожных покрытий и оснований.

Укрепление переувлажненных грунтов жидким стеклом и це­

ментом, а также негашеной известью рекомендуется в основ­ ном при устройстве оснований под покрытия из каменных мате­ риалов и под сборные покрытия облегченных конструкций. При

том и жидким стеклом, движение можно открывать через 3 су­ ток после окончания постройки.

При использовании добавок сернокислых солей движение по дорогам с покрытиями из грунтов, укрепленных цементом и не­ гашеной известью, можно открывать через 1—2 суток после окончания постройки.

10. При использовании одной негашеной молотой извести нарастание прочности укрепленного переувлажненного грунта происходит крайне медленно, укрепленный грунт имеет сравни­ тельно низкую прочность и малую морозостойкость. Добавка

солей можно довести известегрунт до показателей цементо-

грунта.

11. Механические свойства укрепленных грунтов, а следо­ вательно, н эксплуатационные показатели покрытий, устраивае­

6

мых из них, в значительной степени зависят от правильности дозировки и равномерности распределения в грунте укрепляю­ щих материалов, степени измельчения грунта и качества уплот­ нения грунта после его обработки.

12. При выборе укрепляющих материалов и установлении их

—гранулометрический состав укрепляемого грунта и грун­ товых (скелетных) добавок, если они используются;

—естественную и оптимальную влажность грунта, его влаж­ ность на пределе текучести и число пластичности;

—величину pH1 водной вытяжки;

—характеристики вяжущих материалов и применяемых во­ досвязывающих добавок.

При гумусированных грунтах дополнительно необходимо знать содержание гумуса, а при засоленных грунтах — виды и количество солей.

МАТЕРИАЛЫ

13. Молотой негашеной известью с добавками сернокислых солей, известью и цементом с добавками и без добавок серно­ кислых солей, а также жидким стеклом и цементом можно укреплять переувлажненные супесчаные, суглинистые и глини­ стые грунты следующих основных генетических и почвенных типов: покровные и моренные, лессы и лессовидные, дерновоподзолистые и серые лесные, черноземы (особенно их карбонат­ ные разности,), каштановые и сероземы, а также некоторые засоленные, содержащие в основном сернокислые соли.

Наиболее высокая прочность при наименьшем расходе цемента достигается при обработке супесчаных гравелистых и щебени­ стых грунтов. Чем выше содержание в грунте пылеватых и гли­ нистых частиц или гумусовых веществ и чем выше влажность грунта, тем больше требуется водосвязывающих добавок и вя­ жущих материалов и тем труднее производить укрепление грунта.

2 Wn — число пластичности.

7

—содержание гумусовых веществ более 10%;

—содержание глинистых частиц более 35%;

—верхний предел пластичности выше 35% ;

—число пластичности больше 17, то возможность и целесо­ образность их укрепления устанавливается на основании спе­ циальных лабораторных исследований путем всестороннего испытания пробных образцов.1

небольшой влажности грунта укреплять цементом и известью не­

существующих дорожно-строительных машин и требования эко­ номии укрепляющих материалов, желательно, чтобы влажность грунтов перед началом их обработки не превышала пределов, указанных в таблице 2.

Т а б л и ц а 2

15. Для укрепления переувлажненных грунтов целесообразно использовать цементы марки не ниже М-400. Применение спе­ циальных (глиноземистых, быстротвердеющих, расширяющихся) цементов обеспечивает по сравнению с портландским цементом при влажности грунта, близкой к верхнему пределу пластично­

1 Настоящее руководство предназначено в основном для работ по укреп­ лению дорог с кратковременной эксплуатацией (до одного сезона). При строи­ тельстве дорог, рассчитанных на длительный срок службы, предварительные лабораторные испытания необходимы во всех случаях. Особенная тщательность предварительных испытаний необходима при использовании сернокислых солей.

8

сти, увеличение прочности укрепленного грунта на 10—20%. Чем выше марка цемента, тем более высокое качество при прочих равных условиях имеет укрепленный грунт. Портландский це­ мент, используемый для укрепления грунта, должен отвечать требованиям ГОСТ 970-41.

16. Негашеная известь применяется в виде молотой известикипелки 1-го и 2-го сорта. Она должна соответствовать усло­ виям ГОСТ 9179-59, иметь марку не ниже М-20 и активность не мене 60%. Наиболее эффективно использование быстро- и среднегасящейся извести со сроком гашения от 10 до 30 минут. Количество окиси магния в извести не ограничивается.

17. Жидкое стекло, используемое при укреплении грунтов, должно отвечать требованиям ГОСТа 962-41, иметь силикатный (кремнеземистый) модуль в пределах 2,6—3,3 и объемный вес

1,40-1,55 zjCM\

Для коагуляции жидкого стекла при укреплении грунтов используется хлористый кальций и молотая негашеная известь или же оба указанных материала в сочетании друг с другом. Хлористый кальций используется в виде порошка или концен­ трированного (не ниже 50%) раствора, приготовленного из плав­

разно производить в виде раствора.

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ

19. Проектирование дорожных покрытий из грунтов, укреп­ ленных в переувлажненном состоянии неорганическими вяжу­ щими материалами, при модуле деформации грунтового основа­ ния не менее 80 кг/см2 производится на основании мето­ дики расчета прочности нежестких дорожных покрытий. При этом учитывается интенсивность и состав предполагаемого дви­ жения, время использования дороги и местные природные условия.

Требования к прочности грунтовых покрытий военных авто­ мобильных дорог, обусловленные наиболее характерными рас­ четными условиями их эксплуатации, приведены в таблице 3.

При необходимости требуемая прочность дорожного покрытия может быть определена по формуле

9