Тема 4 укладка и уплотнение грунтов Рассматриваемые вопросы:
4.1. Методы укладки грунта в насыпи и основания.
4.2. Способы уплотнения грунтов. Контроль качества уплотнения грунтов.
4.3. Комплексно-механизированные процессы разработки, планировки, транспортирования, отсыпки грунтов.
4.4. Технология устройства вытрамбованных котлованов и траншей.
Тематика вопросов контрольного тестирования:
Как обеспечивается устойчивость насыпи, отсыпаемой из грунтов с разной дренирующей способностью?
Какой по дренирующей способности грунт используется для покрытия откосов?
Какие грунты нельзя применять для отсыпки насыпей?
Какой запас на осадку предусматривают при отсыпке насыпей без искусственного уплотнения и при уплотнении грунтов?
Как ведут отсыпку насыпей от краев к середине или наоборот?
Какие машины рекомендуется использовать для устройства насыпей в зависимости от дальности перемещения грунта?
Какова величина коэффициента уплотнения грунта оптимальной влажности?
Какая влажность считается оптимальной для разных грунтов?
Какие способы уплотнения грунтов применяют?
От чего зависит выбор способа уплотнения?
Виды машин для уплотнения грунтов различными методами.
Технология отсыпки грунтов.
Технология уплотнения грунтов.
Способы контроля качества уплотнения грунта.
Определение комплексной механизации земляных работ.
Подходы при выборе метода производства земляных работ.
Последовательность выполнения земляных работ в промышленном и жилищном строительстве.
Как назначается размер захватки экскаватора?
Как увязывается в потоке работа по разработке грунтов комплексно-механизированным способом?
Технология устройства вытрамбованных котлованов и траншей.
Эффективность технологии устройства вытрамбованных выемок, используемое оборудование.
4.1. Методы укладки грунта в насыпи и основания
Укладка и уплотнение грунта выполняются при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов и т.д.
Для устойчивости насыпи необходимо предотвратить образование плоскостей скольжения. Для этого применяют однородные водонепроницаемые грунты с естественным или искусственным уплотнением. Если грунты неоднородные, то необходимо обеспечить сток атмосферной воды, поступающей в насыпь.
Поверхность слоев из менее дренирующих грунтов, располагаемых под более дренирующими, должна иметь от оси насыпи уклон к краям не менее 0,04. Поверхность слоев из более дренирующих грунтов, покрытых менее дренирующими, должна быть горизонтальной.
Не допускается покрывать откосы насыпей грунтами, менее дренирующими по сравнению с основным грунтом насыпи (за исключением покрытия песчаных откосов, в целях защиты от выдувания грунта тела насыпи).
Для отсыпки насыпей допускается применять: скальные предварительно разрыхленные, крупнообломочные и песчаные грунты, содержащие глинистые частицы крупнее 0,25 мм более 50 % и диаметром менее 0,005 мм не более 6 %; тяжелые и пылеватые супеси, содержащие частицы крупнее 0,25 мм менее 50 %, а также суглинки в твердом и тугопластичном состоянии. Неоднородные грунты, состоящие из песка, суглинка и гравия, можно применять только в виде естественной карьерной смеси.
Нельзя применять пылеватые пески и легкие супеси, жирные глины, меловые, тальковые, трепельные грунты, торф, ил, песок с примесью ила, илистые суглинки и засоленные грунты, содержащие более 8 % легкорастворимых солей при хлоридном и сульфатно-хлоридном засолении, а также включающие более 5 % таких солей при сульфатном, хлоридносульфатном и содовом засолении.
Для обеспечения устойчивости насыпей большое значение имеет уплотнение грунтов. Насыпи, отсыпаемые без искусственного уплотнения, возводят с запасом, так как с течением времени они дают осадку, величина которой зависит от вида грунтов, способов устройства и высоты насыпи. При наличии надежного основания запас на осадку насыпей, возводимых без искусственного уплотнения из скальных грунтов, принимают до 6 %, из нескальных – до 9 %; при ненадежных основаниях запас на осадку принимают согласно проекту. Осадка искусственно уплотненных грунтов составляет около 1 % и практически не учитывается.
Отсыпку слоев грунта ведут от краев насыпи к середине, а на переувлажнённых слабых основаниях и на болотах – от середины насыпи к краям до достижения высоты 3 м, а далее – от краев к середине (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Способы отсыпки насыпей (размеры в м): а) отсыпка насыпи горизонтальными слоями; б) то же, при переувлажненных и слабых основаниях и на болотах; в) веерный способ; г) эстакадный способ; д) способ отсыпки «с головы»
В ряде случаев земляные сооружения приходится возводить в неблагоприятных условиях – косогоры со слабыми грунтами, карстовые породы, наклонно расположенные слои, чередование водонепроницаемых и водопроницаемых пород или наличие водоносных прослоек, грунты, сильно деформирующиеся от давления при доступе влаги. Поэтому для предотвращения таких явлений, как обвалы полужидких масс, оползни частей насыпей и выемок, требуются специальные мероприятия, которые надо осуществлять как в подготовительный период, так и в процессе производства основных работ.
На косогорах, сложенных из недренирующих и покрытых растительностью грунтов с крутизной от 1:5 до 1:3 в основании насыпи, нарезают уступы не уже 1 м (в зависимости от ширины ходовой части машины, разрабатывающей их), которым придается уклон 0,01…0,02. При поперечном уклоне косогора от 1:10 до 1:5 и высоте насыпи до 1 м дерн срезается; при большей высоте насыпи, отсыпаемой из глинистых грунтов, основание вспахивается. Если насыпи высотой до 2 м из глинистых грунтов возводятся на переувлажнённых основаниях, необходимо до начала отсыпки отвести поверхностные воды или удалить слой слабого грунта либо отсыпать нижний слой насыпи из дренирующих грунтов.
Насыпи часто возводят из грунтов, разрабатываемых в боковых резервах и в выемках или специальных резервах (карьерах), из которых грунт перемещается в продольном направлении.
В первом случае, в зависимости от высоты насыпи и дальности перемещения грунта следует применять следующие машины: грейдер-элеваторы и автогрейдеры – для укладки в нижние слои насыпи грунта, перемещаемого с расстояния 8…15 м; бульдозеры – при высоте насыпи до 1 м и дальности перемещения до 50 м; скреперы – при высоте до 1…2 м и дальности доставки от 50 до 100 м; экскаваторы-драглайны – для укладки грунта в насыпи высотой 2,5…3 м.
Во втором случае, в зависимости от дальности перемещения применяют: до 100 м мощные бульдозеры; от 100 до 300 м – скреперы емкостью 6…8 м3; свыше 300 м – самоходные скреперы емкостью 9…15 м3, экскаваторы одноковшовые и многоковшовые с погрузкой грунта в самосвалы, самосвальные прицепы и поезда железной дороги широкой и узкой колеи.
Насыпь, возводимая из грунтов, доставляемых автомобильными поездами, разбивается по ширине и длине на участки – карты – длиной 100 м, на одной грунт разгружают, на другой – разравнивают бульдозерами и уплотняют. Землевозные пути для железнодорожных поездов устраивают на пионерных насыпях высотой до 3 м в пределах профиля возводимой насыпи сначала у одной из подошв насыпи, затем – вдоль откосов и последнюю – по оси насыпи, последовательно укладывая на них верхнее строение пути. Выгруженный грунт разравнивают бульдозерами по всей ширине насыпи слоями 30…40 см.