книги из ГПНТБ / Строительство лесовозных дорог

П р о с т е й ш им прибором

д л я измерения вертикальных

углов

по отношению к горизонту

(углов н а к л о н а ) , по которым

м о ж н о

стотелой

зрительной

трубки с глазным и

предметным

д и о п т р а м и

и подвижного отградуированного диска

с грузом в нижней

ча­

сти. П о д

действием

груза нулевой д и а м е т р диска

з а н и

м а е т

ношению к горизонту

(диску) .

П р е в ы ш е н и я близко р а с п о л о ж е н н ы х

точек

(на крутых

скло­

нах) м о ж н о

найти, воспользовавшись н а к л а д н ы м уровнем

(ватер­

п а с о м ) ,

рейками и л и н е й к а м и .

Д л я

н а х о ж д е н и я

верти­

кальных

превышений

одних

точек над другими при рассто­

янии

м е ж д у

ними с в ы ш е

10—

15

ж

и

вычисления

высотных

отметок используют

нивелиры

и нивелирные рейки. Нивелир

представляет

собой

оптический

прибор

со

зрительной

трубой,

поворотной

в

горизонтальной

плоскости

вокруг

вертикаль ­

ной

оси. Последовательно

на­

Рис. 93. Нахождение высотных от

водя

трубу с сеткой на

ниве­

лировочные

рейки,

установ­

меток с

помощью

визирок:

а — конструктивные

размеры

визирок б -

ленные

в

разных

точках,

и

способ

визирования

производя

отсчет,

вычисляют

превышения .

П р и нивелировании применяют

деревянные

р а з д в и ж н ы е

или

р а с к л а д н ы е

рейки

сечением

1 0 X 2

см

длиной

2 м.

Н а

белом

поле рейки

черной

и

красной

к р а с к а м и

нанесены

деления

через

1 см.

Современные нивелиры бывают

глухие

(НГ,

Н В - 1 ) ,

с

само­

(НСМ - 2)

и с наклонным лучом визирования

( Н Л - 3 ) .

С помощью нивелира высотные отметки во

время разбивки

земляного

полотна определяют д л я наиболее

х а р а к т е р н ы х

то­

ч е к — переломов местности, продольного п р о ф и л я и др . Д л я

на­

участках м о ж н о использовать визирки. С этой целью

применяют

три

Т - образные

визирки, одна

из

которых

имеет

за­

темненную

полосу

( рис.

9 3 , а ) .

Высота всех визирок, не счи

тая

черной

полосы,

применяется

одинаковой (0,75—1 м).

Визир ­

ку

с полосой ставят

на

дальний,

а в т о р у ю — н а ближний

колыш ­

ки,

установленные

по

нивелиру.

Третью визирку

у с т а н а в л и в а ю т

в промежуточных

точках

так,

чтобы

верхняя

горизонтальная

кромка двух визирок

совпадала

с нижней

кромкой

черной

по-

лосы третьей визирки. Проектные

отметки з а к р е п л я ю т колыш ­

ками (рис. 93, б).

Д л я определения н а п р а в л е н и я

магнитного меридиана, не­

линией

и б л и ж а й ш и м направлением м е р и д и а н а ) с л у ж а т

при­

боры с магнитной стрелкой

и градусной ш к а л о й — компасы, бус­

соли и

гониометры.

В качестве угломерных

инструментов при д о р о ж н о м

строи­

Гониометр

состоит из

нижнего и

верхнего полых цилиндров

и буссоли. Н а

нижнем,

неподвижном, цилиндре

(лимбе)

нане­

сены

деления

от 0

до 360°, верхний,

подвижный,

цилиндр

(али­

д а д а )

с визирным

устройством имеет

два верньера . Д л я

нахож ­

метры, кроме того, имеют дополнительные

диоптры

д л я

построе­

ния прямых

углов.

Д л я

разбивки

на

местности

горизонтальных

углов

45

и

90°

применяют

простейший

угломерный

инструмент — эккер,

пред­

с т а в л я ю щ и й собой восьмигранник с комбинированными

диопт­

рами

(глазными

и предметными)

в к а ж д о й

грани.

Универсальным инструментом д л я измерения

горизонталь ­

ных и вертикальных углов, расстояний

(при помощи д а л ь н о ­

мера)

и д л я

определения

н а п р а в л е н и я

магнитного меридиана

(по буссоли) является теодолит. Его зрительная труба

может

поворачиваться

в

горизонтальной

и

вертикальной

плоскостях.

В к а ж д о й

плоскости

имеются

л и м б

с

делениями

и

а л и д а д ы

с верньерным

устройством.

Теодолиты,

позволяющие измерять

при

помощи

только

одного

визирования

трубой

инструмента

на

рейку

все

д а н н ы е

д л я определения

трех

координат

этой

точки

(горизонтальный

угол,

расстояния

и п р е в ы ш е н и я ) ,

н а з ы в а ю т

тахеометрами .

Д л я

целей дорожного строительства могут быть использованы

мало ­

габаритные

теодолиты

Т М - 1 ,

Т О М ,

теодолит - тахеометр

ТТ-5,

а д л я особо точных измерений при

р а з б и в к е

с л о ж н ы х

искусст­

венных сооружений — теодолит Т Б - 1 .

Д л я

тех

ж е

целей,

что и теодолит,

но

с

графическим

постро­

ением

горизонтальных

проекций

углов

на

плане

непосредственно

в процессе самой

съемки

используют

мензулу

и кипрегель

(мен­

зульная

с ъ е м к а ) .

М е н з у л а

(КА-2)

состоит

из

штатива,

подстав­

ки и

планшета

с

буссолью,

на

котором з а к р е п л я ю т

бумагу

д л я

графических

построений.

Кипрегель

( К Б ,

КА-2)

состоит

из

ли­

нейки, по которой вычерчиваются н а п р а в л е н и я , колонки

и

зри­

тельной

трубы

с

вертикальным

кругом,

позволяющей

выпол-

ния,

а т а к ж е расстояния

по д а л ь н о м е р н о й

рейке.

Все

инструменты

и

приборы,

используемые

для

измерений,

д о л ж н ы

быть

проверены

до

н а ч а л а

и после окончания

работ .

Выбор типа прибора определяется необходимой точностью

измерения

и

точностью

прибора .

Д о п у с т и м ы е

отклонения

от

проектных

размеров

при

приемке

работ

по

устройству

земля ­

ного

полотна,

оснований

и

покрытий,

и з л о ж е н н ы е

в

главе

V

С Н и П

ІІІ - Д5 — 62, могут быть положены в основу при подборе

инструментов

и приборов .

ЛАБОРАТОРНОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ,

ПРИБОРЫ И

УСТРОЙСТВА.

АНАЛИЗ ГРУНТОВ

Д л я

контроля качества строительства дороги, которое зави ­

сит

от

вида применяемых

грунтов,

дорожно - строительных

мате­

риалов,

а

т а к ж е их

состояния,

правильности

подбора

составов

смесей,

степени уплотнения

земляного полотна и д о р о ж н ы х пок­

рытий,

технологической

последовательности

проведения

работ

и других

факторов, создают

д о р о ж н ы е

л а б о р а т о р и и

с

необходи­

мым

оборудованием:

1)

д л я

испытаний

грунтов

и 2)

д л я

опре­

деления физико - механических свойств

в я ж у щ и х

м а т е р и а л о в

и

получаемых при их использовании

изделий.

Оборудование д л я испытания

грунтов

включается

в

состав

д о р о ж н о й л а б о р а т о р и и

независимо от типа покрытий, вторая

группа

подбирается в зависимости от применяемых для покры­

тий

в я ж у щ и х

м а т е р и а л о в

(цемента,

извести,

битума и д р . ) .

ных свойств грунтов м о ж н о

т а к ж е рекомендовать

полевую

ла­

бораторию системы И. М. Литвинова

( П Л Л - 9 ) .

Рассмотрим

наиболее

часто встречающиеся методы

а н а л и з а

грунтов. Б о л е е

детально

с

л а б о р а т о р н ы м и испытаниями

м о ж н о

ознакомиться в специальной

л и т е р а т у р е [11] .

Основными

п о к а з а т е л я м и

оценки

пригодности

грунтов

д л я

ных

о д е ж д я в л я ю т с я

его в л а ж н о с т ь

и гранулометрический

со­

став,

х а р а к т е р и з у ю щ и й

процентное

с о д е р ж а н и е

частиц

разных

размеров .

П о д в л а ж н о с т ь ю грунта понимают отношение массы находя ­

щейся

в грунте влаги

к

массе абсолютно сухого

образца

грунта.

Д л я

определения

в л а ж н о с т и

необходимы

технические

весы

с разновесами, стеклянные бюксы, сушильный

ш к а ф , эксикатор .

В л а ж н о с т ь грунта определяют по

ф о р м у л е

W = gs-g3 1 0 0 >

(50)

ёз — gi

где gi — масса

бюксы, г;

gz— масса

бюксы с пробой грунта

естественной влажности, г;

£ з — масса бюксы с пробой грунта после просушивания при

105° С до постоянной массы, г.

В л а ж н о с т ь

к а ж д о г о

о б р а з ц а грунта

определяют

д в а ж д ы

с точностью до 0,1 %.

Пластичность

грунтов

характеризует

способность

их изме­

нять свою форму

(деформироваться)

без

р а з р ы в а в результате

щения внешнего

воздействия .

Пластичность

грунтов

проявляется при

определенном

коли­

честве

находящейся

в

грунте

воды. Пр и

избытке

воды

связь

м е ж д у частицами

н а р у ш а е т с я

и грунт переходит в текучее

состояние.

В л а ж н о с т ь ,

при

которой

грунт переходит из пластично­

го состояния

в

текучее,

назы ­

вают верхним пределом пла­

стичности,

или границей

теку­

чести

WT.

В л а ж н о с т ь ,

при

которой

грунт переходит из пластично­

го состояния в твердое, назы ­

вают нижним пределом пла­

стичности,

или

границей

рас­

к а т ы в а н и я

W p .

р и с .

94 Балансирный конус

Василь-

Р а з н о с т ь

м е ж д у

значени-

ева

ями влажности,

отвечающими

верхнему и нижнему

пределу

пластичности, н а з ы в а ю т

числом

пластичности

F.

Верхний

предел

пластичности

несцементированных

грунтов,

за исключением

тех, которые с о д е р ж а т значительное

количество

растительных

остатков

(торф,

перегной, листья и корни

расте­

сильева (рис. 94), который

состоит из собственно конуса / высо­

той 25 мм с углом при вершине 30° и круговой

меткой

(риской),

находящейся на расстоянии

10 мм от вершины

конуса,

балансир ­

нуса

с б а л а н с и р а м и равен

76 г.

При испытании навеску просеянного через сито 0,5

мм

грунта

(150—200 г)

з а м е ш и в а ю т

в дистиллированной

воде

и

запол ­

няют

чашку

прибора .

Поверхность грунта з а г л а ж и в а ю т

шпате ­

лем

и у с т а н а в л и в а ю т

конус, предварительно

с м а з а в его

тонким

слоем вазелина .

При влажности, соответствующей верхнему пределу пластич­

ности, конус

погружается

в грунтовую массу

на

глубину

10 мм

в течение 5 сек. Пр и меньшем или большем

погружении

добав -

л я ю т воду или подсушивают

грунт,

д о б и в а я с ь 10-миллиметро­

вого погружения, после чего из стаканчика

берут

пробу

мас­

сой не

менее

10 г и определяют

в л а ж н о с т ь

№ т .

Д л я

определения

нижнего

предела

пластичности

применяют

метод р а с к а т ы в а н и я

грунта в проволоку д и а м е т р о м

3 мм до тех

пор, пока

проволока

из грунтовой

массы

не

будет

крошиться

на кусочки длиной 8—10 мм. Это состояние соответствует

ниж ­

нему пределу

пластичности

грунта.

Д а л е е

крошки

собирают и

д в а ж д ы определяют

в л а ж н о с т ь Wp. Р а с х о ж д е н и е не д о л ж н о

пре­

в ы ш а т ь 2% •

П о

полученным данным

находят

число

пластичности

грунта

F = Wr-Wp.

(51)

Д л я

определения

гранулометрического

состава

в

полевых

условиях

используют

ситовой

способ

(для песчаных,

гравий ­

супесчаных и легкосуглинистых грунтов) .

Д л я

проведения а н а л и з а ситовым способом

необходимо

иметь

набор стандартных

грунтовых

сит с

отверстиями

10; 7;

5; 3; 2;

1, 0,5; 0,25; 0,1 мм;

технические

весы

с разновесами;

фар ­

форовую ступку и пестик

с резиновым

наконечником;

ф а р ф о р о ­

для глинистых,

суглинистых и песчаных грунтов . . . .

200

при

содержании

в грунте гравия и

галечника до 10%

600

»

количестве

гравия и галечника

10—30%

2000

вают

через

набор собранных

в колонку

сит с

отверстиями

10;

7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 и 0,\мм.

Сита

р а с п о л а г а ю т

с убыванием

от­

верстий

сверху вниз. Взвешенные

на ситах

остатки,

отнесенные

к общему весу пробы, д а д у т процентное

соотношение

отдельных

фракций

грунта.

Д л я

определения с о д е р ж а н и я более

мелких ф р а к ц и й приме­

няют способ Рутковского. Он позволяет

определить

с о д е р ж а н и е

фракций

р а з м е р а м и

(мм):

гравийных и крупнопесчаных . . .

более 1

песчаных

1—0,05

пылеватых

0,06—0,002

глинистых

менее

0,002

Д л я

определения

гранулометрического

состава

грунта

по

способу

Рутковского

необходимо

иметь

сито д и а м е т р о м

отвер­

стия

1

мм,

мерный

цилиндр

емкостью

100 см3 и диаметром

2,5 см, стеклянную палочку с резиновым

наконечником,

раствор

хлористого

кальция

(5,5 г на 100 см3

в о д ы ) ,

секундомер

или

часы

с секундной стрелкой

или песочные часы

на 30

сек.

П р и установлении количества частиц

крупнее 1 мм

пробу

грунта в воздушносухом состоянии з а с ы п а ю т в

мерный

цилиндр

рез сито с отверстиями

1 мм, остаток на сите высыпают

обратно

в мерный

цилиндр

и

находят

объем .

И м е я

в

виду,

что 1 см3

остатка

соответствует

1%, находят

общее

процентное

с о д е р ж а ­

ние фракций

р а з м е р о м

более 1 мм.

1—0,05 мм

С о д е р ж а н и е

песчаных частиц

размером

находят

отмучиванием, дл я чего из прошедшего

через

сито с отверстиями

диаметром 1 мм грунта

пробу объемом 10 см3 засыпают

в

мерный

цилиндр,

доливают

водой

до

100 см3

и

тщательно

взмучивают

стеклянной палочкой. После 30 сек отстоя сливают

90 см3

воды,

затем

цилиндр д о л и в а ю т чистой водой до 100 см3. Процесс

повто­

ряют,

пока

с л и в а е м а я

вода не станет

прозрачной.

Оставшуюся

часть

пробы

з а л и в а ю т

водой,

отстаивают

в течение 15—20 мин

и з а м е р я ю т

объем

осевшего песка. К а ж д ы й

1 см3

осадка

экви­

валентен

10% с о д е р ж а н и я

частиц

р а з м е р а м и

1—0,05

мм.

Д л я

определения

с о д е р ж а н и я

глинистых

частиц

(размером

менее 0,002 мм) в мерный цилиндр з а с ы п а ю т 5 см3

прошедшего

через

сито с отверстиями 1 мм грунта. Во время

засыпки

грунт

уплотняют

легким

постукиванием

по стенкам

и дну

цилиндра .

В цилиндр

н а л и в а ю т 50—70 см воды и тщательно

р а з м е ш и в а ю т

стеклянной палочкой с резиновым наконечником

д о тех пор,

пока

на стенках

не исчезнут м а з к и

глины. Д л я ускорения

выпа­

дения

осадка

(коагуляции)

в раствор

в л и в а ю т

3 см3

хлористого

к а л ь ц и я

и д о б а в л я ю т

воды до 100 см3.

П о с л е

этого

суспензию

оставляют на 1—2 суток до установления

постоянного

объема .

Коэффициент п р и р а щ е н и я

о б ъ е м а

грунта

в

результате

его на­

бухания п вычисляют по ф о р м у л е

п= ѵ*~ѵ*

,

(52)

где Ѵ\ — первоначальный

объем

пробы

грунта

(5

см3),

см3;

Ѵі

— объем

пробы

грунта

после

набухания,

см3.

П о

коэффициенту

п р и р а щ е н и я

объема

находят по

т а б л и ц е

(приложение

8)

процентное с о д е р ж а н и е

глины

в

пробе.

Ч т о б ы

отнести

процентное

с о д е р ж а н и е

глинистых

частиц

ко

всему

объему грунта с учетом частиц

р а з м е р о м

более

1 мм, необходимо

сделать

пересчет по ф о р м у л е

6 в і і о о - £ 0 * і

( 5 3 )

100

'

где b — с о д е р ж а н и е

глины

во всем

объеме

грунта,

%;

Ь'—содержание

глинистых

частиц

в

о б р а з ц е

без

частиц

крупнее

1 мм, %;

а — содержание частиц крупнее 1 мм, %.

Количество пылеватых частиц р а з м е р о м 0,05—0,002 мм на­

ходят

ка к разность

м е ж д у

100% и суммой

процентов

найден ­

ных

трех

фракций .

З н а я

гранулометрический

состав

грунта и

число

пластичности,

по д о р о ж н о й

классификации

грунтов (при-

л о ж е н и е 9) у с т а н а в л и в а ю т

вид грунта и возможное

его

место

в конструктивных слоях дороги.

Оптимальную

плотность

и в л а ж н о с т ь

грунта

у с т а н а в л и в а ю т

прибором стандартного уплотнения С о ю з д о р Н И И

(рис. 95),

ко­

торый состоит

из

подстаканника

/,

разъемного

цилиндра

2,

верхнего стакана 3,

стойки

с уплотнителем 4,

груза

весом

2,5 кг

5, ограничительного

кольца 7

и деталей крепления 6, 8.

Берут

пробу

грунта

массой

3—

3,5

кг,

просеивают через

сито

с раз ­

мером отверстий 5 мм и тщательно

перемешивают . И з подготовленного

грунта отбирают среднюю пробу и

определяют

в л а ж н о с т ь

грунта.

И з

оставшейся

части

пробы

берут

грунт,

з а п о л н я ю т

им

прибор

па

Ѵз

высоты р а з ъ е м н о г о цилиндра и

уп­

лотняют грузом с высоты 30 см.

Ко­

личество

у д а р о в

груза

принимают

равным

Ѵз общего количества

уда ­

ров.

Так ж е уплотняют

второй

и

третий слои. Количество ударов

принимается д л я песков

60, д л я

су­

песей

75,

д л я

суглинков

и глин

120.

Закончив

уплотнение,

снимают

верхний стакан, срезают выступаю ­

щий

н а д р а з ъ е м н ы м

цилиндром

грунт,

в з в е ш и в а ю т

уплотненный

грунт

вместе

с

подстаканником

и

р а з ъ е м н ы м цилиндром

с

точностью

до 1 г и находят объемный вес уп­

лотненного грунта по

ф о р м у л е

у.

g

l

~ ^

г/см3,

(54)

V

где

gi

-

масса

подстаканника,

р а з ъ ­

емного

цилиндра

и

грун­

та, г;

- масса

подстаканника и

Рис. 95. Прибор

стандартного

р а з ъ е м н о г о

цилиндра,

г;

уплотнения

V-

- объем

грунта

(для

прибора

1000

см3),

см3.

После определения объемного веса грунт из прибора

высы­

пают в чашку, измельчают, перемешивают с оставшимся

грун­

том и доливают воду с таким расчетом, чтобы повысить

в л а ж ­

ность на 2—3%

(около 50—70 см3

на 3 кг).

Снова

аналогичным

П о результатам испытаний д л я

к а ж д о г о

опыта подсчиты

вают объемный

вес скелета

грунта

(плотность) по ф о р м у л е

6:

У

(55)

W

где

б — объемный

вес скелета

грунта;

у—

объемный

вес в л а ж н о г о грунта;

W — в л а ж н о с т ь

грунта в долях

единицы.

Построив кривую зависимости плотности от влажности, на­

ходят

максимальное

значение

плотности

(оптимальную плот­

ность) и соответствующее этому значение

влажности

(оптимальную

в л а ж н о с т ь ) .

П р и сооружении земляного полотна

необходимо

постоянно

контролировать

качество

уплотнения грунта

и

его

в л а ж ­

ность. Д л я

этого

сравнивают

требуемую

плотность отр с объемным весом

скелета

грунта в насыпи. Плотность грунта

мож ­

но

определять

методом

р е ж у щ и х

колец

или

с

помощью

прибора

Ковалева .

В первом случае отбор проб выпол­

няют

грунтоотборниками

с

р е ж у щ и м и

кольцами объемом

200

или

500

см3.

Д л я

отбора

пробы

поверхность

грунта

насы­

пи

или

стенки

ш у р ф а

зачищают,

кольцо

у с т а н а в л и в а ю т

и з а г л у б л я ю т

полностью

в грунт

на

2—3

мм н и ж е дневной

по­

верхности. З а т е м

кольцо

с грунтом

осто­

р о ж н о вынимают и срезают выступаю ­

щий с обеих сторон грунт. При

неполном

заполнении цилиндра о б р а з е ц отбирается

вторично. С р а з у

ж е о б р а з е ц

взвешивают

и определяют

объемный вес

у = g l

~~g2

г/см3,

(56)

Р и с -

96Прибор Ковалева

где gi — масса грунта с кольцом, г;

g2 — масса

кольца

без грунта,

г;

V — объем

грунта, равный внутреннему объему кольца, см3.

После двух-трех опытов получают средний объемный вес,

отбирают

пробу, находят в л а ж н о с т ь

грунта

и

подсчитывают по

формуле

(55)

объемный вес скелета

грунта.

Определение

плотности грунта в полевых условиях

прибором

Ковалева

(рис.

96) основано на принципе гидростатического

взвешивания . Прибор

состоит

из

поплавка

6,

сосуда

8,

режу ­

щего кольца

13,

в е д р а - ф у т л я р а

2

с з а м к о м 14

и

резиновым

коль­

цом

10, н о ж а

4

и к р ы ш к и ф у т л я р а 1.

П о п л а в о к

выполнен в

виде

двух

спаянных

м е ж д у

собой

конусов, к верхнему из

которых

уклоне местности до 1 : 10.

g

Не менее 2м

\

нема •ее 2м

Не менее 0,3м

не менее

0,3м

Канавы при поперечном уклоне

местности круче

1 : 25 устраиваются только

с верховой стороны. Глубина канав определяется на основании

гидравличе­

ского расчета, но не менее 0,8 ж.

3. Насыпь высотой 1—12 м (с

резервами)

при

поперечном

уклоне мест­

ности до 1 : 10.

о

Не менее 2 м

V

ML*А/

ЭоГОм

- п п к і

и е е

п ° Ф м И а

магист­

ралях

и O,SM на

ветках

и. прочих

дорогах

Л. С, Матвеенко и др.

209