4.6.17. На степень уплотнения и толщину прорабатываемого виброкатком слоя грунта большое влияние оказывает режим процесса, т.е. рабочая скорость и количество проходов по одному следу.
При частотах колебаний вальца от 20 до 35 Гц скорость движения виброкатка не должна превышать 2,0 – 2,5 км/ч. В таком режиме работы за 4 – 8 проходов по одному следу каток при наибольшей толщине уплотняемого слоя обеспечивает высокую плотность грунта.
При более высоких скоростях (от 4 до 5 км/ч) требуется увеличение количества проходов до 1,5 раз. При этом несколько снижается толщина прорабатываемого слоя, а достигаемая относительная плотность грунта (К ) составляет не более 0,95.
4.6.18. Ориентировочные значения наибольшей толщины слоев грунта, эффективно уплотняемых гладковальцевыми виброкатками на скорости от 2,0 до 2,5 км/ч и рекомендуемое количество проходов представлены в таблице 2. Приведенные значения подлежат уточнению путем пробного уплотнения (приложение В).
Т а б л и ц а 2 – Ориентировочные толщины оптимальных слоев уплотнения грунтов катками
| Разновидность грунта, его состояние | Степень нормативного уплотнения | Оптимальая толщина уплотняемого слоя, см, виброкатком общим весом (прицепная модель) или весом вибровальцового модуля шарнирно-сочлененного образца,т | Количество проходов катка | |||
| от 3до 4 | от 5до 7 | от 8до 10 | от 12 до 13 | |||
Скально-крупнообломочный и валунно-галечный с несвязным заполнителем | 0,95 | – | – | от 75до 85 | от 110до 120 | от 8 до 10 |
| Песчано-гравийная смесь (ПГС), песок обычный, в т.ч. пылеватый | 0,95 | от 35 до 40 | от 50до 60 | от 80до 90 | от 100до 110 | от 6 до 8 |
0,98 | от 20до 30 | от 30до 35 | от 40до 50 | от 60 до 70 | от 8 до 12 | |
| Песок, одноразмерный при влажности ≤ 4 – 5, % | 0,95 | от 30до 35 | от 40до 45 | – | – | от 4 до 6 |
0,98 | от 20до 25 | от 30до 35 | – | – | от 6 до 8 | |
| Песок, одноразмерный при влажности ≥ 6 – 7, % | 0,95 | от 40до 45 | от 55до 60 | от 70до 75 | – | от 4 до 6 |
0,98 | от 25до 30 | от 35до 40 | от 50до 55 | – | от 6 до 8 | |
| Супесь, в том числе пылеватая, при оптимальной влажности | 0,95 | от 30до 35 | от 45до 50 | от 55до 60 | от 70до 75 | от 6 до 8 |
0,98 | от 20до 25 | от 30до 35 | от 40до 45 | от 50до 60 | от 10 до 12 | |
Окончание таблицы 2
| Разновидность грунта, его состояние | Степень нормативного уплотнения | Оптимальая толщина уплотняемого слоя, см, виброкатком общим весом (прицепная модель) или весом вибровальцового модуля шарнирно-сочлененного образца, т | Количество проходов катка | |||
| от 3до 4 | от 5до 7 | от 8до 10 | от 12 до 13 | |||
Суглинок и глина песчанис- | ||||||
тая при оптимальной влаж- | ||||||
ности (в долях оптималь- | ||||||
ной): | ||||||
0,95 – 1,05 | 0,95 | – | от 20 | от 25 | от 35 | от 8 до 10 |
до 25 | до 30 | до 40 | ||||
0,85 – 0,90 | 0,95 | – | – | от 20 | от 25 до | от 10 до 12 |
до 25 | 30 | |||||
4.6.19. Пески и песчано-гравийная смесь уплотняются виброкатками лучше всего при полном водонасыщении. Однако избыточное увлажнение допустимо лишь при наличии хорошего отвода воды из уплотняемой насыпи и в летний период. В противном случае влажность должна быть не более допустимой. Мелкие пески в состоянии избыточного увлажнения труднее уплотняются вибрационными средствами из-за взвешенности частиц в воде. Наиболее эффективное их уплотнение достигается при оптимальной влажности. Пылеватые пески и супеси при влажности свыше оптимальной становятся пластичными и упругими и плохо поддаются уплотнению вибрацией.
Глинистые грунты следует уплотнять виброкатками, катками на пневматических шинах с пригрузом от 25 до 35 т. При этом, как правило, не удается достичь
плотности К выше 0,95. Влажность грунта необходимо поддерживать в пределах
(0,9 – 1,1) от Wо.
Наиболее рационально для уплотнения глинистых грунтов применять вибрационные кулачковые катки с вальцем, имеющим сегментные кулачки. Они увеличивают толщину прорабатываемого слоя на 5 – 7 см в сравнении с гладким вальцем.
Поверхность насыпи из грунтов с крупными включениями должна быть перед уплотнением хорошо спланирована. При необходимости отсыпают дополнительный слой мелкозернистого грунта для исключения прямого контакта крупных включений с вибровальцем, что может вызвать поломку механизма привода вибратора.
4.7. Уплотнение в стесненных местах и особых случаях
4.7.1. Уплотнение грунта в котлованах, траншеях, в конусах мостов и путепроводов следует производить с применением уплотняющих средств вибрационного, виброударного или ударного действия. Грунт должен отсыпаться слоями, толщина которых назначается в зависимости от типа уплотняющей машины. Для предотвращения повреждения конструкций подземных сооружений, недопущения деформаций сдвига от интенсивных динамических воздействий тяжелых уплотняющих машин ударного типа расстояние от края рабочего органа машины до боковой поверхности конструкций (трубы, опоры моста, фундамента и т.п.) должно быть не менее 3 м. Защитный слой грунта над трубой, предварительно уплотненный другими, более легкими средствами, должен быть не менее 1 м. В случае использования ручного механизированного уплотняющего оборудования защитный слой может быть уменьшен до 0,3 – 0,5 м.
Пазухи у опор, столбов и фундаментов следует уплотнять ручными мото-, электро- или пневмотрамбовками, виброплитами.
4.7.2. При наличии в траншеях трубопроводов уплотнение грунта выполняется в две стадии: сначала засыпают защитный слой грунта над трубой толщиной не менее 0,2 м и пазухи у трубопроводов, уплотняют легкими виброплитами, затем после испытания трубопровода засыпают и уплотняют остальную (основную) часть траншеи.
Послойно подбивку пазух и защитного слоя у трубопровода следует производить вибротрамбовками, размеры уплотняющих башмаков которых не превышают ширины пазух.
4.7.3. Технология уплотнения грунта при засыпке водопропускных труб назначается с учетом последовательности выполнения работ по сооружению самого земляного полотна или грунтовых оснований. При опережении укладки труб в состав работ по их устройству должна входить подсыпка грунта с обеих сторон на высоту не менее 1/3 диаметра трубы шириной 4 м. Подсыпка выполняется бульдозером слоями до 20 см, поочередно отсыпаемыми с каждой стороны трубы и уплотняемыми катками с перемещением вдоль трубы. Толщина подсыпки не должна превышать рекомендуемой толщины технологического слоя для применяемого вида катка (приложение Б.2). В этом случае уплотнение этого и последующих слоев выполняется в процессе основных работ при последующей отсыпке насыпи.
При укладке труб в процессе возведения насыпи засыпка ведется послойно с чередованием слоев с каждой стороны трубы. Уплотнение слоев выполняется с разворотом катков не ближе 2 м от трубы с последующими поперечными проходами вдоль трубы для уплотнения пазух. Проход катка над трубой допускается после образования слоя грунта выше трубы толщиной не менее 1 м.
При укладке труб после устройства насыпи в траншеи грунт в пазухах должен уплотняться мото- или вибротрамбовками и виброплитами с рабочими органами величиной не более ширины пазухи.
При засыпке железобетонных труб в процессе уплотнения необходимо наблюдать за сохранностью стыков, а в случае гофрированных стальных труб – за их поперечными деформациями.
4.7.4. Однородные пески удовлетворительно уплотняются виброкатками при влажности песков, близкой к полному водонасыщению. При меньшем влагосодержании результаты уплотнения заметно снижаются. Поэтому маловлажные однородные пески (естественная влажность 3,5 % – 5,0 %) рекомендуется обильно поливать водой в сухую погоду.
Уплотнение виброкатками сухого или маловлажного однородного песка, в том числе гидронамывного, сопровождающееся разрыхлением верхней части насыпи на глубину до 10 – 25 см (в зависимости от массы виброкатка), следует завершить после трех – четырех проходов катка. При уплотнении влажного песка или песка с примесью пылевато-глинистых частиц количество проходов виброкатка необходимо увеличить до 6 – 8. В этом случае слой разрыхления не превышает, как правило, 10 – 15 см.
При требуемой степени уплотнения грунта К не более 0,95 виброуплотнение
однородного песка можно выполнять на скорости от 5 до 6 км/ч, а при степени уп лотнения К = (0,98 – 1,0) скорость катка должна быть не более 2,0 – 2,5 км/ч.
4.7.5. При уплотнении оснований, сложенных лессовыми просадочными грунтами, в целях устранения просадок, наиболее рационально использовать трамбующие средства. В этом случае уплотнение возможно на значительную глубину без дополнительного увлажнения грунта. При этом эффективная глубина уплотнения, на которой обеспечиваются минимально требуемые коэффициенты уплотнения, зависит от параметров трамбующего органа и ориентировочно составляет (0,8 – 1,0)d, где d – диаметр основания трамбовки.
Определение необходимого количества ударов трамбовки для достижения требуемой плотности грунта на заданной глубине производится по результатам опытного трамбования.
4.7.6. При использовании тяжелых катков на пневматических шинах для устранения просадочных свойств грунтового основания уплотняемая поверхность предварительно должна разрыхляться и увлажняться до допустимой влажности (СНиП 2.05.02). Рыхление грунта следует осуществлять рыхлителями на базе бульдозеров.
4.7.7. Для достижения плотности лессовидного грунта, соответствующей
Ку = 0,98, его влажность в процессе уплотнения катками должна находиться в пределах Wо ± 5 %. Отклонение влажности от указанного интервала, особенно в сторону меньшего значения, затрудняет достижение необходимого уплотнения ввиду роста предела прочности лессового грунта.
4.7.8. Уплотнение насыпей из крупнообломочных грунтов следует производить с использованием кулачковых виброкатков массой не менее 6 т (но рациональнее – массой 9 т и более).
4.7.9. Легко выветривающиеся размягчаемые крупнообломочные грунты следует уплотнять в два этапа: на первом (непосредственно после разравнивания) – вибрационными кулачковыми катками, которые осуществляют дополнительное дробление агрегатов; на втором – тяжелыми катками на пневматических шинах, гладковальцевыми или комбинированными типами катков.
Для получения высокой плотности легковыветривающиеся размягчаемые породы перед уплотнением следует увлажнять, используя для этого поливомоечные машины, разливая воду в несколько приемов. Чередование процесса «увлажнение – высушивание» способствует дополнительному разрушению крупных обломков и получению бескаркасной структуры грунта в уплотняемом слое.
4.7.10. Уплотнение засоленых и набухающих грунтов следует выполнять при влажности не более 0,9 от Wо (оптимальной) для исключения их налипания на рабочие органы в процессе укатки. При естественной влажности засоленых и набухаю щих грунтов более 1,1W значительно снижается их несущая способность, и может иметь место образование волны перед колесом катка. В подобных случаях каждый слой грунта после разравнивания подсушивают на воздухе или добавляют в него 2 % – 3 % извести. Технологию устанавливают в проекте и конкретизируют в проекте производства работ.
4.8. Гидромеханизация земляных работ
4.8.1. Гидромеханизация применяется для намыва в штабеля грунта, предназначенного для возведения насыпей, для выполнения крупных объемов сосредоточенных земляных работ, при намыве подходов к строящимся крупным мостам при сооружении дамб или вскрышных работах в карьерах дорожно-строительных материалов.
4.8.2. При гидромеханизированных работах для сооружения дорожного земляного полотна преимущественно применяется разработка грунта в водоемах землесосными снарядами с гидротранспортом пульпы к месту намыва на расстояния до 2 км.
4.8.3. К подготовительным работам относятся: удаление леса, корчевка пней, снятие плодородного слоя почвы и общая подготовка карьеров к разработке, разбивка намываемых сооружений, устройство пионерной траншеи и пионерного котлована для ввода земснаряда, постройка при необходимости эстакады для пульпопровода и дренажных колодцев, установка на картах намыва грунтомерных реек для контроля объема выполненных работ, подводка электроэнергии и т.п.
При использовании плавучего земснаряда в порядке выполнения подготовительных работ поверхность подводной части забоя должна быть очищена от крупных камней, пней и других предметов, которые могут вызвать засорение всасывающей линии.
4.8.4. При выборе способа гидромеханизированной разработки необходимо определить величину объемной массы грунта, по которой можно судить о степени его уплотнения, влажность и пористость грунта, его гранулометрический состав, что характеризует степень трудности разработки и пригодность грунта для возведения земляного полотна гидромеханизацией.
4.8.5. При гидромеханизированных работах должны соблюдаться требования к качеству намыва. К ним относятся пригодность грунта по гранулометрическому составу, распределение его в теле насыпи по фракциям, скорость намыва, расположение, глубина и объем отстойных прудов.
Поверхность недостроенной насыпи перед длительным перерывом в работах должна быть спланирована для исключения возможности застоя воды.
4.8.6. При разработке грунта в затопленных забоях или подводной разработке используют плавучие землесосные снаряды. Комплексная бригада на этих работах должна состоять из трех звеньев: по обслуживанию земснаряда, обслуживанию перекачивающей землесосной установки и по намыву грунта.
4.8.7. Рабочие перемещения землесосных снарядов в забое (папильонирование) выполняет бригада, обслуживающая земснаряд. Для папильонирования землесосные снаряды оборудуют свайно-тросовыми устройствами для крепления (заанкерования) машины при перемещении.
Разработку суглинистых и глинистых грунтов следует вести только послойно с папильонированием на полную ширину прорези. При особо тяжелых грунтах толщину разрабатываемого слоя за одну папильонажную проходку принимают, исходя из условия полной загрузки рыхлителя.
4.8.8. При разработке земснарядом глинистых грунтов необходимо производить в зоне всасывания предварительное их рыхление механическим режущим органом (фрезерные, роторно-ковшовые рыхлители) или гидравлическим способом (струей воды под большим напором).
При работе земснарядов без рыхлителя на рыхлых песчаных грунтах необходимо обеспечить достаточную и возможно большую высоту забоя, так как чем она выше, тем выше производительность машины. Разработку подводного забоя следует вести по его подошве, а после обрушения массива (при этом происходит разрушение структуры грунта и смешивание его с водой) подбирать грунт всасывающей трубой с большей производительностью и зачищать забой для последующей подрезки.
Глубина разработки грунта плавучими земснарядами должна быть не менее величин, приведенных в таблице 3.