4.5.2. Грунты, имеющие влажность выше допустимой, по условиям уплотнения могут укладываться экскаватором в промежуточный штабель для последующего просушивания. Для разработки резервов несвязных и обломочных грунтов и их последующей погрузки рационально вместо экскаватора применять бульдозер с тракторным или колесным погрузчиком.
4.5.3. Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами (типа «прямая» и «обратная лопата») производят забоями. Направление разработки, количество и параметры забоев по ширине выемки или другого источника получения грунта для устройства насыпи устанавливают в соответствии с геометрическими размерами выемки или рабочей зоны источника с оптимальными условиями работы экскаваторов (рисунок 7 и 8).
Параметры забоев должны обеспечивать возможность работы ковшом экскаватора принятого типа с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации, состоящего из зарезания и наполнения ковша грунтом, поворота к месту загрузки автотранспорта и обратного поворота ковша к забою.
1 – экскаватор; 2 – автомобиль-самосвал; 3 – бульдозер; 4 – кулачковый каток;
5 – каток на пневмошинах; 6 – вешка
Рисунок 7 – Схема возведения насыпи с разработкой грунта экскаваторами /и перемещением автомобилями-самосвалами
R – максимальный радиус выгрузки; r – наибольший радиус резания;
Н – наибольшая высота выгрузки; В – ширина забоя; b – наименьший радиус выгрузки
Рисунок 8 – Поперечное сечение экскаваторного забоя
Для обеспечения указанного требования принимают:
- ширину забоев с таким расчетом, чтобы экскаватор мог работать при средней величинe угла поворота не более 70°;
- глубину (высоту) забоев – не меньше длины стружки грунтов, необходимой для заполнения ковша с «шапкой» за один прием черпания;
- длину забоев – с учетом возможно меньшего количества вводов и выводов экскаватора в забой и из забоя, сопряженных с потерями производительности машины.
При разработке глинистых грунтов должен быть постоянно обеспечен отвод из забоя и от подъездных путей поверхностных и грунтовых вод.
4.5.4. Разработку выемки экскаватором с оборудованием «прямая лопата» начинают с отрывки пионерной траншей до отметки, позволяющей обеспечить нормальный набор грунта экскаватором. Разработку пионерной траншеи целесообразно осуществлять с применением бульдозеров. Бульдозером также планируют пути подъезда транспортных средств к экскаватору. Должен быть предусмотрен отвод из пионерной траншеи поверхностных и грунтовых вод.
4.5.5. При разработке выемок в глинистых грунтах при мощности забоя, которая соответствует наибольшей высоте резания, возможно образование нависающих козырьков, которые необходимо немедленно обрушать, принимая все меры, обеспечивающие безопасность выполнения этой операции.
При разработке грунта экскаваторами грунт следует вырезать максимально толстой стружкой, не допуская при этом перегрузки и снижения оборотов двигателя экскаватора. Резание грунта ковшом стружками наибольшей толщины обеспечивается:
- наиболее выгодным наклоном ковша относительно продольной оси рукояти применительно к разрабатываемому грунту и высоте забоя;
- передвижением экскаватора за 1 раз по мере выработки забоя на величину не более 0,4 хода рукояти и работой при вылете ее, не превышающим 2/3 полной величины.
Срезку грунта в уровне подошвы гусениц или колес экскаватора следует вести так, чтобы для передвижения машины не требовалось дополнительного выравнивания площадки.
4.5.6. Во многих случаях, особенно при несвязных или малосвязных грунтах, более эффективной в сравнении с разработкой экскаватором является технология разработки и окучивания грунта в выемках и резервах бульдозером с последующей погрузкой его в транспортные средства колесными или гусеничными одноковшовыми погрузчиками. Целесообразно совместное применение на таких работах бульдозеров мощностью 100 кВт (150 л.с.) и более, погрузчиков с большой вместимостью ковша и большегрузных саморазгружающихся транспортных средств.
4.6. Уплотнение грунтов
4.6.1. Для обеспечения эффективного уплотнения земляное полотно следует сооружать послойно с формированием, выравниванием и уплотнением каждого технологического слоя. В целях обеспечения однородной плотности тела насыпи в принятом слое грунт следует распределять равномерной толщиной по всей ширине насыпи с приданием поверхности каждого слоя поперечного уклона от 20 ‰ до 40 ‰ от оси к бровкам, после чего выполняют его уплотнение. При ширине отсыпаемого слоя более 30 м уплотнение необходимо осуществлять с выделением отдельных продольных захваток и поочередным выполнением операций по уплотнению на каждой из них. Для уплотнения грунта земляного полотна следует применять комплекс уплотняющих средств (катки статического и вибрационного действия с пневматическим, гладким или кулачковым вальцем, самоходные и прицепные). Выбор рациональной технологии уплотнения, ее параметров (толщина слоя, количество проходов по одному следу, масса и тип катка) следует устанавливать пробным уплотнением (приложение В).
4.6.2. Возведение насыпей без уплотнения грунтов специальными уплотняющими средствами допускается: на болотах (ниже поверхности болота); при прохождении водоемов (отсыпка грунта в воду); при сооружении способом гидронамыва. В перечисленных случаях проектом должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие достижение требуемой плотности и стабильности насыпного грунта другими технологическими приемами и уплотняющей техникой.
4.6.3. Уплотнение производят продольными по отношению к оси захватки проходами, начиная от краев к середине. При этом след от предыдущего прохода катка должен перекрываться при последующем проходе не менее чем на 0,2 – 0,3 м.
4.6.4. Скорость движения катков в начале уплотнения устанавливают в зависимости от насыпной плотности грунта и доводят к завершению уплотнения до максимальной рабочей скорости.
При уплотнении необходимо следить за тем, чтобы исключить пропуски (места, не перекрытые проходами катка). Повторные проходы уплотняющей машины по одному и тому же следу не рекомендуется выполнять до тех пор, пока вся ширина уплотняемой поверхности не будет перекрыта следами предыдущего прохода катка. Участки смежных соседних захваток при уплотнении должны перекрываться на длине не менее чем 5 м. Границы захваток в продольном направлении целесообразно отмечать вешками, устанавливаемыми сбоку от уплотняемой поверхности.
4.6.5. Уплотнение, как правило, выполняют немедленно после отсыпки, формирования и выравнивания слоя. Выполнение операций по уплотнению грунта допускается смещать во времени, если по условиям производства работ (например, стесненность фронта) или погодно-климатическим условиям (наличие мерзлых включений, быстрое смерзание грунта в зимний период) укатку невозможно выполнить сразу после отсыпки грунтового слоя.
Толщина отсыпаемых слоев, длина фронта отсыпки и количество проходов (ударов) уплотняющего средства должны определяться в зависимости от типа грунта, сезона строительства, типа и массы применяемых уплотняющих средств и в каждом конкретном случае уточняться по результатам пробного уплотнения.
4.6.6. Пробное уплотнение в процессе строительства выполняется для каждого типа уплотняющего средства и типа используемого грунта из расчета одного уплотнения на каждые 50 тыс. м3 укладываемого грунта, но не реже одного раза в строительный сезон с составлением акта пробного уплотнения.
4.6.7. Плотность грунта земляного полотна и грунтового основания оценивается коэффициентом уплотнения К , который представляет собой отношение фактической плотности сухого грунта (объемного веса скелета) ρd (ГОСТ 5180) к максимальной стандартной плотности ρdmax (ГОСТ 22733), устанавливаемой на основе испытания грунта в лабораторных условиях.
В процессе уплотнения плотность грунта (коэффициент уплотнения) необходимо контролировать в каждом технологическом слое в местах, предусмотренных СНиП 3.06.03.
4.6.8. Уплотнение грунтов в слоях насыпи следует осуществлять только при влажности грунта согласно СНиП 2.05.02 приложение 2, таблица 11.
4.6.9. Пески, легкие супесчаные и суглинистые грунты увлажняют в отсыпанном слое незадолго или непосредственно перед уплотнением равномерным разливом необходимого количества воды. Глинистые грунты, в которых перераспределение влаги идет медленнее, увлажняют заблаговременно в несколько приемов. Тяжелые глинистые грунты лучше увлажнять в местах их разработки. Поверхность слоя глинистого грунта предварительно взрыхляют на глубину от 0,25 до 0,30 м, а затем доувлажняют до оптимальной или допустимой влажности и не менее двух раз перемешивают автогрейдером или сельскохозяйственным плугом. Для увлажнения следует применять поливомоечные машины с поднятыми соплами, разливая воду в несколько приемов при удельном расходе более 10 л/м. После каждого раза должно производиться тщательное перемешивание грунта с последующей обязательной планировкой площади рабочей захватки, что должно быть оговорено в проекте.
4.6.10. При использовании грунтов, влажность которых превышает допустимую (грунты повышенной влажности), необходимо проводить мероприятия, направленные на ее снижение для достижения требуемых значений степени уплотнения (СНиП 2.05.02 приложение 2 таблица 12) и обеспечения стабильности насыпи в процессе эксплуатации. Такие мероприятия включают: предварительное осушение грунтов на месте их получения (или в грунтовом основании) естественным путем;
обработку их активными добавками (негашеной известью, золами уноса сухого удаления, низкомарочными цементами и т.д.); введение грунтов определенного зернового состава с влажностью меньше оптимальной, например, песок, супесь легкая, золошлак и т.д.
4.6.11. Уплотнение неразмягчаемых крупнообломочных грунтов каркасной структуры (ГОСТ 25100) достигается, как правило, при естественной влажности с использованием вибрационных гладковальцевых катков, виброударных и трамбующих машин.
Влажность уплотняемого крупнообломочного грунта с глинистым заполнителем при содержании последнего в количестве 30 % и более должна соответствовать допустимой влажности глинистого грунта заполнителя (СНиП 2.05.02 приложение 2 таблица 12).
Влажность крупнообломочного грунта, содержащего глинистый заполнитель в количестве менее 30 %, должна соответствовать допустимой влажности, установленной при требуемом коэффициенте уплотнения для супесей легких и пылеватых.
Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и пески наиболее эффективно уплотняются при динамическом воздействии (виброкатки с гладким вальцем, виброплиты, виброударные и ударные машины). Грунты глинистые, в том числе пылеватые, рекомендуется уплотнять при динамическом нагружении (кулачковые вибрационные катки, трамбующие машины).
Пески, в том числе однородные, следует уплотнять гладковальцевыми вибрационными катками и виброплитами.
4.6.12. Для обеспечения благоприятных условий уплотнения грунта насыпи в краевых частях, прилегающих к откосу, ширина отсыпки может быть назначена больше проектного поперечного очертания насыпи на 0,3 – 0,5 м с каждой стороны. Перед началом работ по отделке и укреплению откосов излишний грунт снимают и используют для досыпки обочин, устройства съездов, для отсыпки других участков и т.д.
Насыпь не уширяют при отсыпке из крупнообломочных грунтов и песков, а также при сооружении высоких насыпей, где уплотнение откосов предусмотрено в качестве отдельной операции, или насыпей с откосами крутизной 1:2 и более пологих.
Особое внимание должно быть уделено уплотнению грунта на съездах и въездах на дорогу (на длине от 15 до 20 м по обе стороны) и на концевых участках, в местах их примыкания к участкам, отсыпанным при сосредоточенных работах.
4.6.13. Для работ сосредоточенного характера кроме катков используют трамбующие плиты и виброплиты, в стесненных условиях – ручные вибротрамбовки, виброплиты и специальные катки.
4.6.14. Уплотнение грунта в стесненных условиях при засыпке водопропускных труб, опор и в конусах мостов и путепроводов, а также краевых частей насыпей и откосов земляного полотна следует производить, применяя специальные уплотняющие средства вибрационного и виброударного действия.
Для уплотнения грунтов при ограниченном фронте работ (уплотнение грунта в траншеях, вблизи стен и опор, а также других стесненных условиях) применяют малогабаритные виброкатки, самопередвигающиеся и навесные виброплиты и вибротрамбовки.
4.6.15. Для уплотнения при помощи катков рекомендуется применять машины, приведенные в приложении Б настоящего стандарта.
При уплотнении кулачковыми вибрационными катками возникает разуплотнение поверхностного слоя, поэтому на завершающем этапе целесообразно дополнительное применение катков с гладкими вальцами.
4.6.16. Вибрационные машины применяют для уплотнения крупнообломочных, гравийно-песчаных, супесчаных и некоторых разновидностей глинистых грунтов, а также песков. Пески эффективно уплотняются только вибрационны ми средствами. Виброкатки, работающие с некоторым отрывом от укатываемой поверхности, т.е. в виброударном режиме, способны уплотнять тяжелые глинистые грунты твердой консистенции.
Характер и интенсивность виброударного воздействия катка, а соответственно и его уплотняющая способность (достигаемая плотность и толщина прорабатываемого слоя), зависят от параметров колебаний вальца (амплитуды, частоты), общей массы виброкатка и массы вибрирующего вальца, массы пригруза (рама, балласт). При амплитуде колебаний от 1,2 до 1,5 мм, частоте в пределах от 20 до 35 Гц и том соотношении масс, которое имеют виброкатки, толщина уплотняемого слоя грунта прямо пропорциональна общей массе прицепного виброкатка или массе вибровальцевого модуля (масса вальца вместе с рамой) у самоходного шарнирно-сочлененного катка.