книги из ГПНТБ / Производство работ по строительству аэродромов

рационный способ, укатка пневморезиновыми катками, а такжг трамбование ручными пневматическими и электрическими трамбов­ ками. Ввиду того, что фронт работ при устройстве оснований весь­ ма ограничен, применение прицепных катков почти исключается.

Выбор параметров уплотняющих средств и режимов их работы

избыточная вода отжи­ по материалам исследований Г. А. Трубника)

мается в процессе вибри­ рования, а объемный вес песка остается постоянным.

Следует иметь в виду, что пески в процессе разработки, транспортировки и разравнивания сильно высыхают и практи­ чески имеют влажность, равную 4'—6%, т. е. самую неблаго­ приятную с точки зрения уплотнения вибраторами (см. рис. 61).

Таким образом, уплотнению песка вибрированием должна предшествовать поливка с доведением влажности до оптималь­ ной (10— 12%). Норма разлива воды определяется по формуле

151

в%,

Р— вес песка на единице площади основания в т.

Время разлива воды должно устанавливаться так, чтобы к на­ чалу уплотнения произошло равномерное распределение влаги по всему объему материала. Для этого необходимо знать вели­ чину коэффициента фильтрации рыхлоотсыпанного песка кф и толщину отсыпаемого слоя //0'. Тогда

(89)

Работы по уплотнению основании следует производить самоход­ ными вибраторами, так как при этом скорость движения вибрато­ ров может быть отрегулирована в соответствии с необходимым вре­

оптимальную для имеющихся в наличии уплотняющих средств, не­ обходимо переходить к послойной отсыпке и уплотнению. Правила производства работ при этом будут такими же, как и при возведе­ нии насыпей.

У п л о т н е н и е ш л а к а производится так же, как и песка. Однако при этом необходимо иметь в виду, что при стандартном уплотнении в результате дробления зерен при механическом воз­ действии изменяется гранулометрический состав шлаков. Получае­ мая кривая стандартного уплотнения имеет почти линейный возра­ стающий характер. Поэтому пользоваться значением максимальной плотности можно только при условии, что гранулометрический со­ став после уплотнения основания будет таким же, как и после стан­ дартного уплотнения. В противном случае, ввиду сравнения данных для различных по гранулометрическому составу материалов, можно прийти к ложным выводам.

Ввиду большой пористости шлаков по поверхности уплотнен­ ного основания рассьшается слой песка (2—3 см) . Этим дости­ гается большая ровность поверхности и изоляция шлака от покры­ тия. Разравнивание песка осуществляется автогрейдером, а уплот­ нение — вибраторами.

152

ГЛАВА X

УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ ПУТЕМ УКРЕПЛЕНИЯ (СТАБИЛИЗАЦИИ) ГРУНТОВ

1. Общие сведения

При строительстве покрытии и оснований на аэродромах наибо­ лее экономичными оказываются такие конструкции, в которых ис­ пользуются местные материалы. Поэтому в последнее время все бо­ лее широкое применение находят основания и покрытия, устраивае­ мые из укрепленных (стабилизированных) грунтов. В этих слу­ чаях основная масса материалов находится непосредственно на ме­ сте работ.

Из стабилизированных грунтов устраиваются покрытия ВПП. РД и МС полевых аэродромов и дорог, а также основания под ка­ питальные покрытия. Покрытия и основания из стабилизированных грунтов могут быть однослойными и многослойными. Укрепление (стабилизация) заключается в проведении комплекса мероприя­ тий, приводящих к определенному, иногда значительному, измене­ нию природных свойств грунтов.

В зависимости от степени изменения природных свойств грун­ тов и видов воздействия на них все способы стабилизации разби­ ваются на две группы.

1. С п о с о б ы , с в я з а н н ы е с и з м е н е н и е 'м с о с т а в а м е с т н о г о г р у н т а в р е з у л ь т а т е в в е д е н и я р а з л и ч- и ы х д о б а в о к:

а) изменяющих состав твердой фазы грунта (песчаные и дру­ гие крупнозернистые добавки, а также добавки торфа и глинистых

В данной главе рассматривается только производство работ при применении способов первой группы, нашедших довольно широкое распространение. Производство работ по способам второй группы здесь не излагается, так как они пока не находят практического применения.

При стабилизации г р а п у л о м е т р и ч е с к и м и д о б а в к а- м и последние вводятся в местный грунт для получения плотных смесей, называемых оптимальными. Эти смеси характеризуются оп­

154

ределенным содержанием крупных частиц, составляющих скелет смеси, сцементированный мелкоземом (пылеватые и глинистые ча­ стицы) .

Внесение гранулометрических добавок часто предшествует дру­

(придание относительной гидрофобное™) и повысить их связность. При этом вяжущий эффект битумов и дегтей объясняется образо­ ванием между грунтовыми частицами и их агрегатами пленой гли­ нисто-вяжущего материала, обладающего клеящими свойствами.

прочности. Гидрофобизирующий эффект при этом достигается в ре­ зультате прочной адсорбции полярных катионов, на грунтовых ча­ стицах и их агрегатах. Ввиду того, что неполярная часть адсорбиро­ ванных катионов обращена наружу, грунтовые частицы становятся несмачиваемыми. Кроме того, образующиеся в процессе стабилиза­ ции некоторыми добавками смолы обладают клеящей способностью и несколько повышают связность грунта.

Стабилизация н е о р г а н и ч е с к и м и в я ж у щ и м и пресле­ дует цель придания грунту главным образом прочности, а также во­ доустойчивости. В качестве добавок используются цементы различ­ ных марок, а также гашеная и негашеная известь. Стабилизирую­ щий эффект при этом достигается в результате образования си­ стемы связей между грунтовыми частицами и их агрегатами. Каче­ ство стабилизации известью значительно ниже, чем при добавках цемента. Поэтому известкование, как правило, применяется при устройстве оснований под покрытия, а также как предварительное мероприятие при обработке грунтов цементом и другими добав­ ками.

2. Требования к производству работ при укреплении грунтов

Работы по укреплению грунтов должны состоять из простых производственных процессов, которые в случае отсутствия специа­ лизированного оборудования можно механизировать с помощью наиболее распространенных строительных машин и механизмов.

При стабилизации требуется обеспечить непрерывность произ­ водства работ, а также окончание всех процессов в пределах обра­ батываемых участков в течение определенного времени. Последнее особенно важно при быстротвердеющих добавках, например це­ ментных, срок схватывания которых не превышает 7—8, а иногда и 3—5 часов.

155

При выполнении работ должны точно соблюдаться:

а) требуемая степень измельчения грунтов; точность дозирова­ ния добавок и равномерное их распределение;

б) наличие требуемой влажности; в) допускаемые температуры воздуха, при которых возможна

работа с данным видом добавок; 1') назначенные режимы работы машин и механизмов.

3. Состав работ при укреплении грунтов. Методы и способы производства работ

До начала работ по стабилизации грунтов па участке должны быть выполнены объемные и планировочные земляные работы.

В общем случае при укреплении грунтов выполняются следую­ щие работы:

1) рыхление и измельчение грунта на требуемую глубину (при обработке несвязных и малосвязных грунтов рыхление не произво­ дится) ;

2)однократное или многократное внесение добавок. После каждого внесения производится предварительное перемешивание;

3)основное перемешивание (осуществляется после внесения полной нормы добавок);

4) предварительная и окончательная планировки в сочетании

суплотнением смеси;

5)уход и создание защитного слоя.

В случае сооружения многослойного (в 2—3 слоя) стабилизи­ рованного основания или покрытия можно применять три различ­ ные схемы последовательности выполнения работ:

1)обвалование верхнего слоя грунта на обочине полосы; обра­ ботка нижнего слоя; возвращение из обваловок верхнего слоя и его обработка. Эта последовательность может применяться при всех способах стабилизации;

2)обработка верхнего слоя и обвалование его па обочине по­ лосы; обработка нижнего слоя; возвращение из обваловок верхнего слоя и уплотнение его. Подобная последовательность применяется только при внесении гранулометрических добавок, а также добавок, позволяющих произвести все работы до начала твердения смеси (битуминозные материалы, известь и т. п.);

3)одновременная обработка обоих слоев с добавками по норме нижнего слоя, а затем обработка верхнего слоя с доведением коли­ чества добавок до нормы верхнего слоя. Эта последовательность применима при тех же условиях, что и предыдущая. Однако общая толщина стабилизируемого слоя не должна превышать 15 см.

Приведенные составы работ являются типовыми. Поэтому они могут изменяться за счет включения или исключения отдельных процессов в зависимости от местных условий, специфики применяе­ мых добавок, методов и способов производства работ.

156

М е т о д ы п р о и з в о д с т в а р а б о т по укреплению грунтов определяются местом приготовления смеси. Различают два метода производства работ: смешение на месте и смещение в установке.

При производстве работ методом смешения на месте смесь при­ готовляется непосредственно в местах укладки ее в дело. При вы­ полнении работ методом смешения в установке смесь подготов­ ляется в специальных стационарных или полустационарных уста­ новках (смесителях), располагающихся в стороне от места укладки смеси в дело. Следует отметить, что метод смешения на месте яв­ ляется более экономичным и достаточно эффективным. Экономич­ ность его определяется главным образом тем, что не требуется транспортировки грунта к смесителям и затем к месту укладки. Кроме того, темп работ не лимитируется производительностью уста­ новки и наличным транспортом.

Вместе с тем качество работ при этом методе оказывается не­ сколько ниже, чем при смешении в установке, а также в большей степени проявляется зависимость от погодных условий и состояния грунта. Так, стабилизация грунта черными вяжущими может про­ изводиться только при температуре воздуха не ниже +10°С и при отсутствии осадков.

применяемых для выполнения основных процессов. В соответствии

сэтим можно выделить два способа выполнения работ:

1)прицепными и навесными механизмами;

2)специализированными передвижными смесителями.

При первом способе применяются,машины и механизмы общего назначения (грейдеры, плуги, рыхлители, бороны и т. п.) и специ­ альные (фрезы, многоножевые смесители и т. п.).

Применение прицепного и навесного оборудования при стабили­ зации нашло довольно широкое распространение в практике, так как оно отличается простотой в эксплуатации, а само оборудование обладает высокой транспортабельностью.

Вместе с тем в процессе выполнения работ этим оборудованием трудно обеспечить постоянство толщины обрабатываемого слоя, а также однородность перемешивания.

Применение однопроходных грунтосмесительных машин яв­ ляется более совершенным способом производства работ, позво­ ляющим совместить по времени и месту выполнения следующие процессы: измельчение грунта, внесение добавок и воды, перемеши­ вание, а иногда и предварительное уплотнение. При этом обеспечи­ вается достаточная точность дозировки добавок и воды, высокое качество перемешивания в весьма короткие сроки, точное выдер­ живание толщины обрабатываемого слоя и сравнительно малые за­ траты труда и машинного времени.

157

Грунтосмесительные машины, однако, имеют высокую стои­ мость, малую транспортабельность и сложны в эксплуатации.

Из сравнения двух способов производства работ следует, что предпочтение должно отдаваться применению передвижных смеси­ телей. Однако это не исключает использования прицепного и навес­ ного оборудования при стабилизации оснований, устройстве дорог, а также при строительстве покрытий в период боевых действий.

4. Рыхление и измельчение грунтов

Рыхление грунтов производится с целью облегчения последую­ щего измельчения и выполняется плугами (без отвалов) или рых­ лителями. При этом должна точно выдерживаться глубина рыхле­ ния, так как от этого зависит точность дозировки добавок.

Глубина рыхления определяется проектом. Если произво­ дится стабилизация гранулометрическими добавками и количество

где hnp—проектная толщина слоя в м (в плотном теле), оя/) -проектная плотность грунтоцемента в кг1мя, рц —расход цемента в кг на 1 лг уплотненной смеси,

Зг—плотность грунта после выполнения земляных работ на участке в кг,мs.

Аналогично определяется И при укреплении грунта известью. Если производится стабилизация жидкими вяжущими, то глу­ бина рыхления назначается равной проектной толщине слоя.

Рыхление должно осуществляться за один проход, так как при повторных проходах трудно выдержать требуемую глубину. До рыхления участок должен быть спланирован и уплотнен.

В процессе рыхления производится тщательное удаление кам­ ней, которые могут повредить рабочие органы машины.

И з м е л ь ч е н и е г р у н т а производится с целью равномер­ ного распределения вносимых добавок в массе исходного грунта и образования однородной смеси. Степень измельчения устанавли­ вается техническими условиями и определяется содержанием круп­ ных агрегатов. Так, например, при стабилизации грунта цементом содержание агрегатов крупностью больше 5- мм ие должно превы­ шать 15%.

158

При измельчении грунтов прицепными орудиями используются дисковые, игольчатые и пружинные бороны (обычно в сцепах), а также фрезы. Число проходов устанавливается опытным путем с проведением агрегатного анализа. Обычно требуется от 4 до 10 проходов борон или от 2 до 5 проходов фрез. Нижний предел отно­ сится к малосвязным грунтам.

Лучшие результаты достигаются при использовании фрез. Со­ гласно исследованиям А. Д. Далина, степень измельчения грунта фрезами при прочих равных условиях зависит от толщины стружки,

Здесь D — диаметр барабана фрезы в см,

v пос— поступательная скорость.фрезы в м\сек, vQKP— окружная скорость барабана в м сек,

z — число лопаток в секции.

Установлено, что для получения удовлетворительного из­ мельчения подача S0 не должна превышать 3 см. Таким обра­ зом, поступательная скорость фрезы должна находиться в пре­ делах v noe= l,42 — 2,74 км/час. Это следует из того, что толщина

Лучшие результаты при измельчении достигаются, когда влаж­ ность грунтов равна оптимальной или ниже ее на 2—4%.

Ширина полос, на которых осуществляется измельчение, прини­ мается равной захвату применяемых орудий с учетом перекрытия

следов на 5—10 см.

Рыхление и измельчение обычно завершается предварительной планировкой (выравниванием) поверхности обрабатываемой по­ лосы при помощи грейдеров или волокуш.

5. Внесение (распределение) добавок

Внесение добавок должно производиться в полном соответствии с нормами равномерно на всей обрабатываемой площади. Следует иметь в виду, что недостаточное количество добавок приведет к бы­ строму разрушению покрытия вследствие малой его связности, а, например, избыток битуминозных добавок приводит к размягчению покрытий, образованию волн, сдвигов и т. п.

Внесение добавок при создании о п т и м а л ь н ы х с м е с е й осуществляется специальными распределителями, которые долж­

15 9

ны быть предварительно оттарированы. .Тарировка производится путем пробной россыпи добавок и последующего определения фактической формы их расхода дфк г!м2

Если окажется, что дфФ дп (где дп— количество добавок по проекту), то изменяется скорость движения распределителя или

ронаторами). Иногда для разлива используются специально обору­ дованные цистерны, установленные па автомобилях.

Большинство жидких добавок вносится в несколько приемов. Количество приемов зависит от нормы добавок, длины обрабаты­ ваемого участка и емкости гудронатора. За один прием не рекомен­ дуется вносить жидкого битума больше 2,5—3,5 л/м2 и 5 л/м2 би­ тумной эмульсии, а во время последнего разлива не более 1,0—1,5 л/м2. Одновременно норму разлива в каждом приеме сле­ дует назначать такой, чтобы при прохождении распределителя по длине обрабатываемых полос происходило полное освобождение цистерны гудронатора.

Ориентировочное количество черных вяжущих приводится в таб­ лице 32.

Таблица 32

Ориентировочное количество черных вяжущих и рекомендуемая влажность грунтов при их стабилизации

2.При использовании дегтен расход увеличивается на 10—20% по сравнению с табличными данными.

3.Расход вяжущих на заключительный разлив в таблице не учтен.

160