9. Уплотнение грунтов

Чем тщательнее уплотнено земляное полотно, тем более высокое сопротивление оказывает оно внешним нагрузкам и тем менее изменяются его свойства в переменных условиях увлажнения. Необходимо тк разрыхляется при разработке. Требование к плотности грунтам з/п 1 - давление от соответствующей массы грунта; 2 – давление от временной нагрузки; 3 – суммарное давление. Наибольшее уплотнение должно быть в верхних слоях насыпи, и в нижних слоях высоких насыпей, где действуют большие напряжения от собственной массы грунта. Требуемая плотность грунта δ определяется как доля оптимальной плотности δ₀ , устанавливаемой методом стандартного уплотнения, δ= К_у δ₀, где К_у –отношение фактическая объемная масса скелета грунта к максимальная объемная масса скелета грунта.

(зависит климатич. зоны и тип укладываемой дор. одежды). На степень уплотнения влияет влажность грунта. Если влажность гр > оптимальной => уплотнять нельзя. Если влажность гр < оптимальной => затрачивается значительная часть энергии. Для сохранения оптимальной влажности уплотнение следует произво­дить сразу же после разработки и разравнивания грунта. Технология уплотнения грунтов: 1. Частично уплотняются под воздействием движения землеройных и транспортных машин в процессе отсыпки и разравнивания грунта. 2. Искусственное упл-ние машинами: •катки, которые укатывают грунт вальцами •ударные и трамбующие машины; •вибрационные машины;•машины и агрегаты, в которых сочетается трамбование и вибрирова­ние. Наиболее эффективно уплотнение достигается катками на пневмати­ческих шинах (мобильны). Перед нача­лом уплотнения каждого слоя грунт разравнивается бульдозером или авто­грейдером. Укатка начинается от края насыпи, постепенно переходя к середине, с перекрытием каждого следа на 0,3-0,5 м. Уплотнение трамбованием и вибрированием производится при ограни­ченном фронте работ. Этим способом хорошо уплотняются песчаные и крупнообломочные грунты. 3. Плиты различной массы в виде навесного оборудования на кранах и экскаваторах, уплотняемого слоя может достигать 0,5-1,5 м. Обычно плита поднимается на 1-2 м. При малых объемах - вибротрамбовки, а при значительных объемах — грунтоуплотняющие трамбовочные и вибротрамбовочные машины. При уплотнении одноразмерных песков, скаль­ных, крупнообломочных грунтов практически единственным эффективным уплотняющим средством являются виброкатки, особенно мощные и тяжелые их модели.

10. Контроль плотности и влажности грунтов

В процессе сооружения земляного полотна контролируют влажность и плотность грунта. Кол-во определений плотности грунта назначают в зависимости от ширины уплотняемого слоя, его толщины и высоты насыпи. В слоях, имеющих ширину менее 20 м, выполняют одно измерение плотности на каждом поперечнике по оси проезжей части и два на обочинах на расстоянии 1,5 – 2 м от бровки. В слоях шириной, превышающей 20 м, делают не менее пяти измерений плотности на одном поперечнике – по оси насыпи, в 2 м от бровки и между этими точками. Методы: 1. Определение плотности стандартным методом режущих колец. Он основан на определении плотности влажного грунта в объеме металлического кольца вместимостью 300-400 см³ (d/h = 1), вдавленного в уплотненный слой. Из-за простоты - наиболее распространенный. 2. Определение максимальной плотности сухого грунта и оптимальной влажности методом стандартного уплотнения. Образец грунта испытывают в приборе СоюзДорНИИ для стандартного уплотнения путем трамбования в трех примерно одинаковых по толщине слоях. Каждый слой уплотняют 25 ударами для песков и супесей, 40 - для пылеватых супесей, суглинков и. глин, 50 - для жирных глин. Грунт испытывается при влажности, отличающейся от оптимального ее значения не менее чем на 8 - 10%.

Последовательность выполнения работы:1. определяют плотность влажного грунта 2. Определяют плотность скелета грунта (фактичискую плотность грунта в теле земляного полотна) 3. Определяют фактический коэф-т уплотнения где где p_ф – фактическая плотность, p_мах –максимальная плотность. После сравнения фактического и заданного коэффициентов уплотне­ния делают заключение о степени уплотнения грунта, т. е. качестве земляных работ. 3.Определение плотности и влажности грунта при помощи плотномера - влагомер Ковалёва. Это гидростатические весы. Поэтому при отборе проб режущим цилиндром постоянного объема наряду с установлением объема образца можно определить и его массу. Знание объе­ма и массы дает возможность определить объемную массу грунта. Практи­чески объемная масса влажного грунта определяется следующим образом: грунтоносом (режущим цилиндром) берется проба грунта в земляном полот­не и переносится в поплавок. Затем поплавок без нижнего сосуда погружает­ся в ведро-футляр с водой и по определенной шкале (с отметкой «Вл») берет­ся отсчет, который соответствует объемной массе влажного грунта. Объемная масса скелета сухого грунта определяется путем взятия про­бы грунта, которая в этом случае переносится в нижний сосуд и размешива­ется в воде до тех пор, пока не останется комков. После этого сосуд соединя­ют с поплавком и осторожно погружают в ведро-футляр, пока вода из него не попадет в нижний сосуд. Поплавок в этом случае погрузится до определен­ного уровня под воздействием массы только скелетных частиц грунта и мас­сы нижнего сосуда. Масса сосуда постоянная и легко учитывается при граду­ировке прибора. Поэтому сразу же по соответствующей шкале можно опре­делить значение объемной массы скелета. 4.Луночный метод. Плотность грунтов, содержащих гравийные зерна, щебень и другие подобные включения, обычно определяют по способу лунок. При этом способе в грунте выкапывают лунку объемом 3 – 5 л, определяют массу грунта, взятого из лунки с точностью до 5 г, а объем лунки определяют, заполняя ее сухим однородным песком, высыпаемым из мерного сосуда. Зная массу содержимого лунки и ее объем, определяют плотность грунта. Однако этот способ весьма трудоемок и имеет ряд недостатков.