Уплотнение грунтов и контроль степени уплотнения – Расчет коэффициента уплотнения. Стандартное уплотнение, как метод контроля степени уплотнения грунтов. Уплотнение грунта щебнем

Содержание

Контроль качества работ по уплотнению грунта

Строительные машины и оборудование, справочник

Контроль качества работ по уплотнению грунта


Категория:

   Механизация земляных работ



Контроль качества работ по уплотнению грунта

При устройстве грунтовой подсыпки под полы, обратных засыпках котлованов и траншей, возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог постоянно контролируют соответствие производимых работ проекту и требованиям технических условий, качество подготовки оснований, степень уплотнения и влажность грунта.

За качеством работ по укладке и уплотнению грунта следует вести систематические контрольные наблюдения, организуемые силами строительной организации, представителями технического надзора заказчика и лицами, инспектирующими строительство.

Непосредственное осуществление контроля за плотностью и влажностью грунта, уложенного в насыпь или траншею, возлагается на полевую грунтовую лабораторию.

На полевую грунтовую лабораторию также возлагаются:
а) проверка качества грунтов в выемках, карьерах и резервах с целью установления возможности их использования для отсыпки насыпей;
б) проведение пробного уплотнения грунта с целью уточнения требуемого количества ударов (проходок) грунтоуплотняющих машин по одному и тому же следу, а также толщины отсыпаемого слоя;
в) участие в освидетельствовании скрытых работ и их приемке.

При контроле укладки грунта проверяют: – качество выполненных работ по подготовке основания; – соответствие состава грунта принятому в проекте; – наличие в отсыпанном слое растительных и гумусированных грунтов, торфа, древесины, корней и сильно минерализованных переувлажненных и засоренных строительным мусором грунтов; – толщину отсыпаемого слоя; – соответствие толщины слоя отсыпаемого грунта принятому способу уплотнения; – количество проходок или ударов уплотняющих механизмов по уложенному слою; – соответствие типа и массы грунтоуплотняющего оборудования установленной норме; – подготовку поверхности ранее уплотненного слоя для отсыпки на него последующего слоя.

В процессе подготовки оснований проверяют тщательность очистки поверхности основания от растительного слоя, удаление линз и прослоек сильно засоленных грунтов или илистых отложений и т. д.

Отбор образцов для определения состава и плотности грунтов, оснований производят из шурфов на глубину 0,5 м и более по сетке, определяемой местными условиями в зависимости от литологического состава грунтов.

Величину отсыпаемого слоя проверяют с помощью мелких шурфов, замеряя его толщину или погружая металлический стержень (щуп) в свежеотсыпанный слой до уплотненной поверхности предыдущего слоя.

В зимнее время года дополнительно проверяют выполнение условий относительно количества мерзлого грунта, допускаемого при возведении насыпи или при засыпке траншей.

Для насыпей с нормируемой плотностью грунта основным критерием качества выполняемых работ является соответствие фактической плотности уложенного грунта требуемой.

Основными методами определения плотности скелета грунта, уложенного в сооружение, являются: – для глинистых и песчаных грунтов — взятие проб уложенного грунта с ненарушенной структурой металлическими цилиндрами или режущими кольцами и определение массы и влажности грунта; – для грунтов гравелисто-галечниковых и мелкозернистых с включением крупных фракций — взятие проб с нарушенной структурой из шурфа с последующим замером объема шурфа (путем засыпки его сухим песком), определением массы и влажности образца грунта.

Наряду с широко распространенным определением плотности грунта по плотности его скелета в последнее время получает распространение метод, основанный на использовании изотопов.

Распределение проб в плане и по высоте при устройстве грунтовых подсыпок под полы, обратной засыпке, котлованов и траншей, возведении земляного полотна должно быть равномерным, с тем чтобы этими пробами была обеспечена проверка степени плотности всех слоев грунта в различных частях сооружения.

Число отбираемых проб для проверки плотности скелета уплотненного грунта устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от характера и объема работ, характеристики грунта и местных условий.

Ориентировочно порядок отбора проб принимают следующий: – на дорожной насыпи пробы берут на расстоянии 20… 30 м с обеих сторон проезжей части; – на насыпях вертикальной планировки пробы отбирают в шахматном порядке через 20…40 м; – в засыпаемых траншеях пробы берут по оси траншеи; – в обратных засыпках пазух и около граней сооружения пробы отбирают на расстоянии от них не более 0,2 м; – в гидротехнических сооружениях (плотинах, дамбах) пробы отбираются в карьерах и насыпи.

При толщине уплотняемого слоя до 30 см пробы отбирают из его средней части, при большей толщине производят отбор двух проб по высоте слоя. При линейных работах пробы рекомендуется отбирать в шахматном порядке.

Место отбора проб должно фиксироваться замером расстояний от осей сооружения или других разбивочных знаков. При отборе проб в полевую книжку записывают: дату отбора пробы, пикет, расстояние от оси сооружения, номер цилиндра. При отборе проб уплотненного грунта необходимо обеспечить сохранность структуры и плотность грунта, которые он имеет в насыпи. В случае недоуплотнения грунта надо выяснить причины и принять меры к доведению плотности до требуемой проектом.

Недоуплотнение грунта может быть вызвано нарушением правил производства работ и неправильным использованием механизмов; недостаточной работой уплотняющего механизма.

Доуплотиение грунта достигается увеличением числа проходок (ударов) уплотняющих машин при обеспечении требуемой влажности грунта.

Сводку результатов лабораторных определений плотности и влажности грунта составляют за каждую смену. Кроме того, в сводке отмечают замеченные во время отбора проб и проверки уплотнения грунта недостатки, касающиеся состава и влажности грунта, порядка его отсыпки и уплотнения.

Если грунт подвергали доуплотнению и отбирали повторные пробы, то в итоговый журнал вносят величины плотности и влажности, полученные после отбора повторных проб.

Методы лабораторных испытаний плотности грунтов, уложенных в тело насыпей, определяются ГОСТ 22733—77.

Контролировать качество уплотнения грунтов можно следующими наиболее распространенными методами: стандартным, режущими кольцами, радиоизотопными, зондированием, вдавливанием штампа, парафинированием, методом лунок.

Выбор того или другого метода зависит от оснащенности лаборатории оборудованием, характера сооружения, объема возводимой насыпи и их классности.
Методом стандартного уплотнения определяют оптимальную влажность и максимальную стандартную плотность с помощью прибора СоюздорНИИ.

Метод режущих колец при определении плотности скелета грунтов в насыпях основан на определении плотности влажного грунта в объеме металлического кольца вместимостью 300…400 см3 (d/h=l), вдавленного в уплотненный слой, и влажности этого грунта.

В условиях полевых лабораторий метод режущих колец из-за простоты является наиболее приемлемым и распространенным.

В настоящее время получили наибольшее распространение в строительной практике радиоизотопные методы, так как грунтовые полевые лаборатории на крупных земляных сооружениях были оснащены приборами, в которых используется поглощение и рассеяние гамма-излучения и нейтронов.

Метод статического и динамического зондирования как один из видов контроля степени уплотнения грунтов в насыпях и обратных засыпках является наиболее оперативным и простым из всех существующих методов контроля.

Метод вдавливания штампа применяют для определения прочности грунтовых оснований. В частности, этот метод широко используют для контроля качества уплотнения грунтов оснований под полы промышленных зданий и под фундаменты.

Метод парафинирования применяют преимущественно при контроле за уплотнением грунта в зимних условиях.

Метод лунок используют при укладке обратных засыпок из щебенистых крупнообломочных грунтов или из грунта с мерзлыми комьями.

Качество уложенного в теле насыпи грунта можно считать допустимым, если число контрольных проб с плотностью грунта, отклоняющейся от заданной проектом, не превышает 10% общего числа контрольных проб, взятых на участке, и плотность скелета грунта в пробах должна быть не более чем на 0,5 г/см3 ниже плотности требуемой (минимальной).

На просадочных грунтах при уплотнении их тяжелыми трамбовками качество работ можно также определять путем контрольного определения отказа в любой точке котлована под фундаменты. Уплотнение признается удовлетворительным, если понижение отметки основания под действием удара трамбовки не превышает величины установленного отказа. Контрольное определение отказа производят двумя ударами трамбовки при сбрасывании ее с высоты, принятой при производстве работ, но не менее 4 м. Если по данным контрольного трамбования замеренная величина отказа окажется больше принятой, производят дополнительное трамбование. Контрольное трамбование выполняется трамбовкой с такой же массой, которая применялась при трамбовании грунта. Контрольное трамбование производят после дополнительного уплотнения разрыхленного поверхностного слоя грунта.


Реклама:

Читать далее: Подготовка скальных и мерзлых грунтов к разработке

Категория: —
Механизация земляных работ

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

II.4. Контроль качества укладки и уплотнения грунтов

При выполнении земляных работ грунт следует укладывать в сооружение с той плотностью, которая принята в проекте.

Достигнутое уплотнение грунта оценивают коэффициентом уплотнения, определяемым по формуле

,

где K — коэффициент уплотнения;

γ0 — удельный вес грунта, полученный после уплотнения, кН/м3;

γc — заданный удельный вес грунта, кН/м3.

За качеством работ по укладке и уплотнению грунта должны систематически наблюдать работники грунтовой лаборатории, которые проверяют качество грунтов в выемках, карьерах и резервах с целью возможного их использования на отсыпке насыпей, проводят пробное уплотнение грунтов для уточнения требуемого количества ударов (проходов) грунтоуплотняющих машин и толщины отсыпаемого слоя грунта, участвуют в освидетельствовании скрытых работ и в их приемке. Все данные, характеризующие степень уплотнения грунта и толщину слоев, должны заносить в журнал контроля за уплотнением, который хранится на строительстве.

Отбор образцов из оснований для установления состава и плотности грунтов производят из шурфов на глубине 0,5 м и более по сетке, разбиваемой по месту и в зависимости от литологического состава пород.

Таблица II-12

Данные для определения числа контрольных проб

Грунты Характеристика грунтов Объем уложенного грунта на одну контрольную пробу
Глинистые и песчаные без крупных включений Объемная масса и влажность
Прочие характеристики грунта
(для сооружений I и II класса)
100—200 м3
20—50 тыс. м3
 
Гравелисто-галечные и мелкозернистые (с исключением крупных фракций) Объемная масса и влажность
Гранулометрический состав
Прочие характеристики грунта
(для сооружений I и II класса)
200—400 м3
1—2 тыс. м3
20—50 тыс. м3
 

Отбор проб должен быть равномерным с тем, чтобы была обеспечена проверка степени плотности всех слоев грунта в различных частях сооружения. Количество отбираемых проб зависит от характера и объема работ, характеристики грунта и местных условий (табл. II-12). Контрольные пробы грунта отбирают:

  • – на дорожной насыпи на расстоянии 20 м с обеих сторон проезжей части;
  • – на насыпях вертикальной планировки в шахматном порядке через 20—40 м;
  • – в обратных засыпках пазух, возле граней сооружения не дальше чем в 0,2 м от них.

При устройстве песчаных подушек особое внимание уделяют уплотнению песка в углах котлована или траншеи. Во время уплотнения грунта трамбующей машиной ведут наблюдения за выполнением требований, предъявляемых к высоте подъема трамбующего снаряда в момент сбрасывания, правильному расположению следов и количеству ударов. В процессе уплотнения грунта катками и передвижными виброплитами наблюдают за расположением следов и количеством проходов. Причины недоуплотнения грунта выясняют в каждом отдельном случае и принимают меры к доведению его до необходимой плотности.

На просадочных грунтах приемку работ по поверхностному уплотнению грунтов тяжелыми навесными трамбующими плитами производят после дополнительного уплотнения разрыхленного слоя грунта у поверхности. Уплотнение считается удовлетворительным, если понижение отметки основания под действием удара навесной трамбующей плиты не превышает величины установленного отказа.

В зимнее время дополнительно должны проверять количество мерзлых комьев грунта, допускаемое в насыпь или при засыпке траншей, температуру воздуха и грунта, количество осадков, направление и скорость ветра. Кроме того, наблюдают за состоянием насыпи во время строительства и в весенне-летний период до полного ее оттаивания.

Наиболее распространенным методом контроля за уплотнением грунта является метод режущих колец, основанный на взятии проб уплотненного грунта для определения массы и влажности его. Новейшим методом определения физических характеристик грунта и в том числе его плотности является радиоизотопный. Измерение плотности грунта этим методом производят на основании «тарировочной зависимости между интенсивностью гамма-излучения и плотностью грунта.

НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР совместно с центральным трестом изысканий Госстроя РСФСР разработали передвижную радиоизотопную установку «Бузонкар», смонтированную на шасси автомобиля УАЗ-452. Установка обладает высокой производительностью и мобильностью. При ее использовании отпадает необходимость в отборе, перевозке, хранении и обработке проб и рытье шурфов. С помощью установки можно измерять плотность грунта на глубине 10—15 м. Тем же институтом разработаны переносные радиоизотопные приборы РПГ-36 и РВГ-36 для определения плотности и влажности грунтов в скважинах глубиной до 30 м без отбора образцов.

Кроме указанных выше способов исследования свойств грунтов наиболее распространенными являются: зондирование и испытания грунтов методом пробных нагрузок штампами.

Для текущего послойного контроля плотности грунтов на глубину до 2 м применяется легкий пенетрометр ДИИТ-4, а на глубину 5—6 м — пенетрометр ДИИТ-3. Пенетрометр ДИИТ-4 состоит из одного звена цельнотянутой трубки диаметром 12 мм, наконечника диаметром 20 мм, навинченного на трубу, шабота, приваренного к трубке, груза ограничителя и фиксатора. Наконечник имеет угол заострения 30°. Длина пенетрометра 2 м, вес его (без молота) 15 Н.

Пенетрометр забивается в грунт молотом весом 32 Н, который поднимается вручную каждый раз на высоту 50 см, и, свободно падая, ударяет по шаботу. На трубе пенетрометра нарезаются штрихи через 10 см начиная от основания конуса. Устройство прибора ДИИТ-3 и принцип измерения им плотности грунтов аналогичны прибору ДИИТ-4. Разница лишь в размерах приборов и в весе падающего груза (вес груза ДИИТ-3 — 100 Н).

Оценка плотности отдельных слоев грунта производится по числу ударов молота на дециметр погружения стержня.

xn--h1aleim.xn--p1ai

70. Основы теории и способы уплотнения грунтов, контроль при уплотнении.

Уплотнение
обеспечивает требуемую прочность и
устойчивость грунтов. От качества работ
по уплотнению зависят фактические
значения модуля упругости, угла
внутреннего трения и сцепления, и,
следовательно, способность конструкции
дорожной одежды сохранять прочность в
течение заданного срока службы. В
грунтах, обладающих низкой плотностью,
при воздействии транспортных нагрузок
накапливаются остаточные деформации.
Недостаточно уплотненные грунты
отличаются неоднородностью, меньшей
плотностью, имеют просадки, что приводит
к нарушению ровности проезжей части
дорог. С увеличением плотности грунта
снижается его водопроницаемость. Чем
плотнее грунт, тем меньше диапазон
изменения влажности грунта под
воздействием атмосферных явлений и
соответственно меньше вероятность
морозного пучения.

Принципиальный
подход к определению требуемой плотности
грунта состоит в том, чтобы в результате
уплотнения плотность стала такой, при
которой не будет происходить накопления
остаточных деформаций земляного полотна
от действующих повторных расчетных
нагрузок и изменений влажности грунта.

Процесс уплотнения
состоит в вытеснении воздуха из пор
грунтов, отжатия воды и уменьшения
толщины водных пленок, что достигается
механическим воздействием уплотняющих
машин. Отжатие воды из грунта происходит
медленно и не играет заметной роли в
уплотнении из-за малого времени
воздействия нагрузок при уплотнении
машинами. Поэтому в процессе уплотнения
при фактической влажности происходит
главным образом удаление воздуха.

Экспериментально
оптимальную влажность определяют с
помощью прибора стандартного уплотнения
Союздорнии, последовательно определяя
стандартную плотность при переменных
значениях влажности грунта. Влажность
соответствующую максимальной плотности
считают оптимальной.

Уплотнение
грунта осуществляют одним из следующих
способов:

укаткой, трамбованием и вибрированием.
В зависимости от способа уплотнения
средства для уплотнения разделяют на
катки, трамбующие машины или плиты и
виброплиты или виброплощадки. Возможны
комбинированные средства в виде
виброкатков, оказывающих наряду со
статическим воздействием также
вибрационное действие на грунт. Наиболее
распространенными уплотняющими машинами
в дорожном строительстве являются
прицепные и самоходные катки. Для
уплотнения грунтов применяют чаще всего
следующие разновидности катков:
гладковальцовые, кулачковые и вибрационные.
Катки с гладкими вальцами применяют
для уплотнения связных и малосвязных
грунтов, слоями не более 0,25 м.

При выполнении
земляных работ в зимнее время и при
необходимости уплотнения грунта,
содержащего мерзлые комья, применяют
решетчатые катки, которые измельчают
такие комья и уплотняют грунт. Решетчатые
катки применяют также для уплотнения
сухих комковатых грунтов.

Трамбование является
универсальным способом уплотнения,
пригодным для большинства грунтов. Его
применяют для уплотнения грунтовых
оснований, существующих насыпей, а также
при уплотнении насыпного грунта в
стесненных условиях. Посредством
трамбования можно уплотнять грунт
слоями большой толщины. Трамбование
позволяет достигать плотности грунта
выше максимальной стандартной. Этот
способ допускает уплотнение грунта с
влажностью выше и ниже оптимальной.
Трамбование можно использовать для
уплотнения прочных комковатых грунтов,
в том числе и крупнообломочных. При
уплотнении слоев большой толщины (1-2
м), а также для достижения плотности
грунта выше стандартной максимальной
плотности используют свободно падающие
с высоты 2-6 м трамбующие плиты массой
2-15 т

Вибрационное
уплотнение применяют для уплотнения
крупнообломочных, песчаных и других
малосвязных грунтов. Одномерные пески
эффективно уплотняются только
вибрированием. Прицепными и самоходными
виброкатками массой 4-5 т рекомендуют
уплотнять грунт слоями 0,40-0,50 м, катками
с большей массой можно уплотнять песчаные
грунты на глубину 0,6-0,8 м.

При определении
толщины уплотняемого слоя необходимо
учитывать тип и разновидность грунта,
его начальную плотность, тип катка, его
массу, требуемую плотность грунта.
Оптимальную толщину уплотняемого слоя
или число проходов (ударов) уплотняющих
машин по одному следу, необходимых для
достижения требуемой плотности, можно
установить пробной укаткой

Контроль
при уплотнении
:

1.Экспресс-методы
— статический (по усилию) и динамический
(по количеству ударов) плотномер, нужны
торировочные кривые

2.Метод
лунок
(по
середине, по 1 м от бровок и, если з/п >20
м, еще по одной пробе между центральными
и крайними)

studfiles.net

Контроль плотности оснований насыпных грунтов

Степень уплотнения земляного сооружения оценивается величиной коэффициента уплотнения. Стандартный метод оценки степени уплотнения по ГОСТ 22733 предусматривает обязательный отбор образца грунта с помощью кольца‚ его взвешивание‚ определение влажности путем высушива-ния при 105 °С в термостате в течение 6–8 часов. Затем в лаборатории необходимо выполнить процедуру стандартного уплотнения предварительно высушенного и измельченного грунта с определением оптимальной влажности и максимальной плотности сухого грунта.

В итоге значения коэффициента уплотнения грунта и его влажность могут быть получены минимум через сутки. Поэтому для оперативного контроля степени уплотнения земляных сооружений широко применяются ускоренные методы динамического и статического зондирования грунта.

В методических указаниях рассмотрены методы динамического зондирования грунта с помощью динамического плотномера Д-51 и забивного зонда Л33, статического зондирования грунта с помощью статического плотномера ПСГ-1.

Динамическое зондирование − процесс погружения зонда в грунт под действием ударной нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.Статическое зондирование − процесс погружения зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.

 

1.1. Сущность метода

Метод основан на определении сопротивления грунта погружению зонда с коническим наконечником под действием последовательно возрастающего количества ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Определение степени уплотнения грунтов методом динамического зондирования следует производить с помощью динамического плотномера при глубине контроля до 30 см и забивного зонда при глубине контроля более 30 см от поверхности земляного сооружения.

Груз прибора массы 2,5 кг имеет возможность перемещаться относительно стержня и наносить удар по буртику при свободном падении с высоты H = 400 мм.

По числу ударов, необходимых для заглубления в грунт нижней части стержня, имеющего диаметр Ø 11,4 мм и длину Sz = 100 мм, оценивают прочность испытуемого грунта

Для решения задачи о вычислении напряжений в контакте плоского торца стержня с грунтом примем гипотезу о возникновении под плоским торцом стержня грунтового конусообразного тела, угол у которого при вершине конуса равен углу трения грунта по грунту. В этом случае коэффициент трения скольжения грунта по грунту равен тангенсу угла трения

Существующая классификация грунтов по категориям прочности, основанная на числе ударов динамического плотномера, может быть дополнена значениями напряжений в грунте на наклонных площадках грунтового конусообразного тела, возникающего под плоским торцем стержня, при этом нормальные напряжения в грунте на горизонтальных площадках равны удвоенным нормальным напряжениям на наклонных площадках. 

1.2. Область применения динамического плотномера Д-51

Динамический плотномер Д-51 предназначен для текущего контроля плотности песчаных и глинистых грунтов при оперативном контроле качества уплотнения земляного полотна без отбора проб грунта, а также при определении плотности грунтов земляных сооружений. Плотность грунта оценивается по величине удельного сопротивления грунта забивке конусного наконечника на глубину до 30 см от поверхностного слоя.

Плотномер неприменим для зондирования грунтов, содержащих более 25 % твердых частиц крупнее 2 мм, а также мерзлых и переув-лажненных грунтов.

1.3. Выполнение контроля плотности

1.3.1. Контроль плотности грунта

Испытания с помощью динамического плотномера производят в следующем порядке. Определяется разновидность грунта по ГОСТ 25100 на основании определения полного зернового и микроагре-гатного состава по ГОСТ 12536 для несвязных грунтов и число пластичности по ГОСТ 5180 для связных разновидностей грунтов.

В местах определения степени уплотнения грунта поверхность контролируемого слоя земляного сооружения зачищают и выравнивают на площадке размером 50×50 см. На выровненное место строго вертикально устанавливают прибор и последовательными ударами свободно падающего молота погружают стержень с наконечником на глубину 20 см, число ударов при этом не учитывается.

При оценке степени уплотнения глинистых грунтов параллельно определяют влажность грунта на глубине от 20 до 30 см по ГОСТ 5180 или с помощью влагомера ВИМС-2.

Коэффициент уплотнения грунта Kу устанавливается по графикам по осредненному значению количества ударов – для песка без определения влажности, для глинистых грунтов после определения относительной влажности грунта.

1.3.2. Контроль плотности связных грунтов методом двойного зондирования

При контроле уплотнения глинистых грунтов без проведения параллельного измерения влажности применяют метод двойного зондирования. В этом случае глинистый грунт испытывают в двух состояниях: исходном и после дополнительного уплотнения. Первое зондирование выполняют для исходного состояния уложенного грунта на глубину 30 см, фиксируя при этом число ударов, необходимое для погружения конуса на глубину от 20 до 30 см. После этого рядом с точкой зондирования в теле насыпи с помощью бура или пробоотборника устраивают скважину диаметром 10 см и глубиной 25 см. Затем на направляющую штангу вместо стержня с конусом навинчивают штамп диаметром 100 мм.

На дно скважины устанавливают штамп трамбовки и производят доуплотнение нижележащего грунта 40 ударами груза.

Вынутый из скважины грунт укладывают обратно слоями толщиной 5 см и уплотняют 40 ударами груза на каждый слой до тех пор, пока скважина не будет заполнена грунтом. После выравнивания грунта над скважиной штамп заменяют на стержень c конусом и производят зондирование грунта по оси скважины на глубину 30 см и фиксируют число ударов, необходимое для погружения конуса на глубину от 20 до 30 см.

По результатам двух зондирований вычисляют отношение n1/n2 и по графику устанавливают коэффициент уплотнения грунта.

1.4. Легкий забивной зонд Л 33

Легкий забивной зонд предназначен для определения механических свойств грунтов, а также позволяет обеспечить оперативный полевой контроль качества возведения грунтовых сооружений, экспресс-оценку свойств естественного основания, исследовать изменения свойств основания под действующими объектами в процессе их эксплуатации. Его преимуществом является возможность испытания 14 песчаных и других структурно-неустойчивых грунтов, отобрать монолиты из которых практически невозможно.

1.4.1. Необходимое оборудование

Легкий динамический зонд Л33, конус, лом, измерительная ли-нейка, отвес, уровень.

1.4.2. Выполнение

Динамическое зондирование следует выполнять последовательной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом (h-50 см) с фиксаци-ей числа ударов при погружении зонда на глубину 10 см при обеспечении необходимой точности измерения глубины зондирования (± 0,5 см).

Зондирование следует производить непрерывно до достижения заданной глубины или до резкого уменьшения величины скорости погружения зонда (менее 2−3 см за 10 ударов). Перерывы в забивке допускаются только для наращивания штанг. Зондирование следует выполнять, применяя постоянную частоту ударов (в среднем 1 удар за 2 с).

При глубине зондирования более 1 м следует применять теряемый ко-нический наконечник, который крепится к штанге с помощью шплинта из мягкой проволоки диаметром 2−3 мм.

Сборку, установку зонда и зондирование выполняют два студента. В выбранной точке зондирования на поверхности грунта намечается ломом лунка.

После присоединения к штанге теряющегося конуса зонд устанавливается в точке зондирования, вертикальность установки проверяется отвесом.

На поверхность грунта, рядом с зондом (10−20 см), устанавливается подставка с линейкой. Отсчеты снимаются по линейке и по одной из меток на штанге зонда, нанесенные с интервалом 10 см. В журнал испытаний записываются отметка устья скважины и заглубление конуса до начала зондирования. За нулевую отметку принимают поверхность грунта.

При зондировании зонд удерживается в вертикальном положении одним студентом, другой поднимает молот по направляющей на высоту 50 см и опускает в верхней точке, позволяя молоту свободно падать и наносить удар по станине.

При проведении работ первый студент фиксирует перемещение меток на штангах относительно линейки, второй считает удары.

При достижении величины погружения зонда, равном принятому залогу – 10 см, зондирование прекращается и данные записываются в журнал (коли-чество ударов за залог).

В случае интенсивного погружения зонда в слабых грунтах (менее 4-х ударов на 10 см) после первых пробных ударов высоту поднятия молота можно уменьшить в два раза, т.е. до 25 см, что должно быть зафиксировано в журнале и учтено при обработке результатов.

В процессе зондирования необходимо постоянно контролировать и корректировать вертикальность погружения набора штанг, для чего при нара-щивании очередной штанги на погружаемый зонд необходимо повернуть с 16

помощью штангового ключа всю колонку штанг вокруг своей оси по часовой стрелке. Затруднения при повороте, возникающие вследствие трения штанг о грунт, необходимо учитывать при обработке результатов.

При значительном сопротивлении повороту штанг, вызванных искривлением скважины, зонд надлежит извлечь из грунта и попытаться повторить заново, при необходимости выполнить рихтовку штанг.

При попадании под конус зонда природных или техногенных включений сначала можно сделать попытку преодолеть их сопротивление за счет увеличения энергии ударов, сбрасывая молот с приложением усилий на него. Если это не дает результата, то на малых глубинах делается попытка пробивки включения ломом, а на больших – разбуривание ручным буром. Во всех случаях после преодоления включения заново фиксируется глубина нахождения конуса зонда. В случае, если указанные меры не принесли результатов, выбирается новая точка зондирования.

При извлечении зонда штанги выбиваются вверх, при этом срезается фиксатор конуса. Конус теряется, и набор штанг легко извлекается из грунта.

После окончания испытаний, а также до выезда на площадку необходимо произвести проверку установки на прямолинейность и степень износа штанг.

Проверка выполняется путем сборки звеньев зонда в отрезки длиной не менее 3 м. При этом отклонение от прямой линии в любой плоскости не должно превышать 5 мм на 3 м по всей длине проверяемого отрезка зонда.

Уменьшение высоты конуса наконечника зонда при максимальном его износе не должно превышать 5 мм, а диаметр 0,3 мм.

Результаты зондирования, отношение количества ударов в залоге к глубине погружения конуса за залог фиксируются в журнале динамического зондирования.

По результатам испытаний определяют условное динамическое сопротивление грунта.

Результаты зондирования оформляют в виде непрерывного ступенчатого графика изменения по глубине значения условного динамического сопротивления грунтов с последующим осреднением графика и вычислением средневзвешенных показателей зондирования для каждого слоя земляного сооружения.

2.1. Сущность метода

В основе метода лежит сопротивление грунта при внедрении ко-нического наконечника под действием статической нагрузки.

Применяются различные приборы для измерения прочности грунтов. Принцип работы одного из таких приборов основан на измерении силы и глубины внедрения конуса в грунт.

Для статического зондирования грунтов применяют конус с углом образующей при вершине ϕ = 300 и диаметром основания d=36 мм.

Задачу о погружении конуса можно отнести к контактной задаче, в которой при внедрении конуса зависимость внешней силы от перемещения называется нелинейной вследствие увеличения площадки контакта по мере возрастания силы.

Плотномер допускается к применению на любых грунтах, содержащих не более 15 % твердых включений крупностью свыше 2 мм.

При использовании плотномера для текущего и приемочного контроля плотности грунта не менее 1/3 измерений из общего количества необходимо проводить стандартным весовым методом с отбора проб грунта кольцами.

2.3. Выполнение контроля плотности

2.3.1. Контроль уплотнения грунта

Испытания с помощью статического плотномера производят в следующем порядке. Определяется разновидность грунта по на основании определения полного зернового и микроагрегатного состава по для несвязных грунтов и число пластичности по для связных разновидностей грунтов.

В зависимости от установленного вида грунта при сборке плотномера используется конус (для несвязных грунтов) или усеченный конус (для связных грунтов) с ограничительной шайбой, установленной на него при завинчивании в рабочий стержень.

На месте измерения выбирается площадка размером не менее 20х20 см. Верхний переуплотненный или разрыхленный слой на глу-бину 3−5 см снимается, основание зачищают и выравнивают.

Фиксирующую кнопку, расположенную на тыльной части дина-мометра, сдвигают налево от «0». Рабочий стержень ставят верти-кально к измеряемой поверхности и, нажимая на рукоять динамомет-ра плавно с постоянной скоростью, погружают наконечник в грунт до упора ограничительной муфты (или шайбы – при усеченном конусе) в поверхность грунта. Время его заглубления на всю длину должно со-ставлять примерно 10−12 с. После чего плотномер извлекают из грунта, а показания на шкале динамометра записывают в журнал.

Пенетрацию повторяют на каждом месте 3−5 раз, при этом рас-стояние между точками измерения должно составлять не менее 12−15 см. За расчетную величину усилия принимают их среднеарифметическое значение. Показатели, отличающиеся от среднего более чем на 30 %, не учитываются.

Перед каждым последующим замером показание стрелки сбрасывается перемещением фиксирующей кнопки на «0».

По полученному значению силы пенетрации по графику соответствующего вида грунта определяется достигнутый коэффициент уплотнения для несвязных и слабосвязных разновидностей грунтов.

В последнем случае для установления коэффициента уплотнения необходимо определить влажность грунта по или с помощью влагомера ВИМС-2.

В случае, когда наконечник плотномера упирается при измерении в какое-либо препятствие, что хорошо чувствуется при нажиме на рукоять, пенетрометр извлекают из грунта и зондирование повторяют на новом месте.

Если наблюдается резкое расхождение между значениями коэффициента уплотнения Ку, полученными плотномером СПГ-1 и методом режущего кольца по, следует провести дополнительную тарировку прибора на данном виде грунта с составлением нового графика зависимости.

2.3.2. Тарировка зонда

Отбирается проба грунта массой 15−20 кг. Определяются вид грунта, оптимальная влажность и максимальная плотность методом стандартного уплотнения по.

Тарировку производят при оптимальной влажности грунта в формах диаметром 20 см и высотой 30 см по 3−4 точкам. Плотность достигается уплотнением грунта под прессом в три слоя до степеней 0,90, 0,95, 098 и 1,00 Ку. В каждом случае делается 4−5 проколов пенетрометром и вычисляется среднее значение Pq. По окончании рабо-ты строится график зависимости Ку от Pq. Полученный график при-меняется при контроле степени уплотнения данного вида грунта в сооружении.

3. ГРАДУИРОВКА ПРИБОРОВ

Для оценки степени уплотнения земляного сооружения по результатам измерений методами статического и динамического зондирования необходимо установить зависимости выходных характеристик приборов от характеристик уплотнения (ρd, Ку).

В качестве этих зависимостей используют: градуировочные графики для конкретного вида грунта, применяемого при устройстве земляного сооружения; обобщенные корреляционные зависимости, связывающие плотность сухого грунта или коэффициент уплотнения с выходными характеристиками приборов.

Градуировку приборов следует производить для каждой разно-видности грунта, применяемого при возведении земляного сооружения.

Отбор грунта следует производить перед началом или в процессе проведения работ. Масса средней пробы грунта, отбираемого для испытаний, должна составлять не менее 10 кг при градуировке пенетро-метра и не менее 65−70 кг при градуировке динамического плотномера и забивного зонда.

Перед градуировкой приборов необходимо определить оптимальную влажность и максимальную плотность грунтов методом стандартного уплотнения.

Подготовку образцов для градуировки или выбор участков следует производить исходя из условия однородности по плотности, влажности и составу грунта. Допускается использовать для градуировки образцы грунта с коэффициентом вариации средних значений: коэффициента уплотнения − не более 0,025; весовой влажности − не более 0,1 для песчаных грунтов и 0,05 − для пылевато-глинистых грунтов.

До начала испытаний грунты в воздушносухом состоянии измельчают (только связные грунты), тщательно перемешивают и готовят образцы для испытаний при трех-четырех различных значениях влажности.

Для изготовления образцов грунт насыпают в форму и послойно уплотняют минимально требуемым числом ударов по одному следу. В приборе стандартного уплотнения и в форме для градуировки пенетрометра грунт следует уплотнять в три слоя, в форме для градуировки динамического плотномера и забивного зонда − в восемь слоев. При уплотнении последнего (верхнего) слоя на форму сверху необходимо надевать насадку. После окончания уплотнения насадку снимают и выступающий грунт осторожно срезают ножом по верхней кромке формы.

При уплотнении грунтов в форме диаметром 30 см после каждого удара трамбовки меняют ее местоположение по слою в шахматном порядке. При этом для выполнения «одного удара по одному следу» необходимо сделать 4 удара трамбовкой.

Для определения плотности сухого грунта форму с грунтом взвешивают и с нижней и верхней частей образца отбирают пробы грунта на влажность. Плотность сухого грунта определяют по ГОСТ 5180.

3.1. Градуировка динамического плотномера Д-51 и забивного зонда Л 33 в лабораторных условиях

Динамический плотномер устанавливают строго вертикально на зачищенную поверхность грунта в центре формы. Конический наконечник плотномера забивают в грунт и фиксируют количество ударов, необходимых для погружения наконечника на участке зондирования от 20 до 30 см.

3.2. Градуировка динамического плотномера и забивного зонда в полевых условиях

Градуировку приборов необходимо совмещать с пробным (опытным) уплотнением грунтов, выполняемым для уточнения тол-щины уплотняемого слоя, количества проходов уплотняющих средств по одному следу и оптимальной влажности грунта.

Градуировку приборов следует производить для каждого вида грунта, используемого при влажности строительства земляного сооружения. Перед градуировкой надлежит определить оптимальную и максимальную плотности грунтов методом стандартного уплотнения.

Пробное уплотнение грунта производят по методике, приведенной в Руководстве.

Отбор проб уплотненного грунта следует осуществить в зоне однородного уплотнения в соответствии с диаграммой проходов уплотняющей машины по ширине опытной площадки из средней части уплотняемого слоя. Рядом с этими точками проводят испытания градуируемых приборов.

Отбор проб и испытание приборами производят перед началом работы основной уплотняющей машины, а затем через каждые 4 прохода по одному следу.

По результатам проведенных испытаний строят зависимости плотности сухого грунта или коэффициента уплотнения грунта от выходных характеристик градуируемых приборов и влажности. Характер этих зависимостей аналогичен зависимостям, получаемым при градуировке в лабораторных условиях.

3.3. Методика построения градуировочных графиков

Для песчаных грунтов, содержащих менее 3−5 % глинистых частиц, влажность в пределах значений, указанных в таблице, практически не влияет на характер зависимости плотности сухого грунта или коэффициента уплотнения Ку от выходных характеристик П приборов, с помощью которых производят контроль качества уплотнения земляного сооружения. При большем содержании глинистых частиц влияние влажности на характер зависимости будет значительнее. В этом случае на графике можно провести несколько осредняющих прямых (или кривых) для каждого значения влажности. Градуировочные графики для таких грунтов строят так же, как и для глинистых грунтов.

Для глинистых грунтов градуировочные графики строят в виде зависимости. На горизонтальной оси откладывают значения плотности ρd, на вертикальной − соответствующие значения выходных характеристик при данном значении влажности W. Для каждого значения влажности получают отдельную кривую.

geoekoproekt.by

Степень уплотнения крупнообломочного грунта | Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

7 Степень уплотнения крупнообломочного грунта устанавливают:

—     нивелировкой по накопленной в процессе укатки величине осадки слоя грунта, выполняемых в 3-х точках на поперечниках через каждые 50 м;

—     на основе пробных штамповых статических или динамических испытаний [2,4], а также пробных нагружений  грузовым автомобилем или катком, выполняемых на поперечниках через каждые 50 м с оценкой относитеьлных и абсолютных деформаций слоя грунта или его деформационных (ГОСТ 20276-90) характеристик (модуля деформации и упругости) и их сравнения с требуемыми значениями [5];

—     на основе определения коэффициента уплотнения (ГОСТ 22733-2002, СНиП  2.05.02-85) с оценкой плотности грунта в слое методом замещения объёма (метод «лунки») [5]  и сравнением с максимальной плотностью грунта, полученной при стандартном (ГОСТ 22733-2002) уплотнении или  опытной укатке.

Примечание – Стандартный  метод, оценки максимальной плотности   крупнообломочных грунтов не  применим  в приборе СоюздорНИИ и требует для своей реализации специального оборудования, позволяющего производить аналогичное уплотнение грунта  в цилиндрических металлических формах   диаметром не менее 50 см.

7.3.8 При  нивелировке поверхности отсыпанного и уплотненного слоя ориентировочно степень уплотнения крупнообломочного грунта считают [5]  достаточной, если накопленная в процессе уплотнения полная осадка слоя грунта составляет не менее  10-12% его начальной мощности для рабочего слоя и  8-10%  —  для  остальной части насыпи.

7.3.9 Оценку степени уплотнения крупнообломочного грунта, содержащего по объему скальных обломков до 65%, выполняют [2,5] на основе статических штамповых испытаний, а также нагружений  грузовым автомобилем  или катком.  Требуемую степень

уплотнения считают [1] достигнутой, если  осадка поверхности не превышает 3 мм при проходе автомобиля со спаренными колесами и нагрузкой на ось не менее 100 Кн или не более 5 мм  – при проходе гладковальцового катка весом 100 Кн оформление результатов испытаний

При содержании обломков в грунте более 65%,  из-за  чувствительности его к транспортным кратковременным нагрузкам,  оценку степени уплотнения выполняют [3] на основе динамических штамповых испытаний.  При этом  требуемая степень уплотнения грунта считается достигнутой, если  накопленная осадка слоя грунта при его 20-кратном нагружении падающим грузом и удельном  давлении на грунт 0,05 МПа не превышает 0,4% диаметра штампа для рабочего слоя и   0,5%  – для остальной части насыпи.

7.3.10  Количество проходов применяемого катка, а также   достигаемая при этом максимальная плотность грунта могут быть установлены предварительно на основе выполнении опытной укатки слоя крупнообломочного грунта  конкретной его разновидности.

7.3.11 На уплотнённый с требуемой степенью уплотнения слой грунта составляется акт на скрытые работы, подписанный представителями подрядной организации,  представителями заказчика,  технического надзора и  дорожной лаборатории.

Установленное на основе работ по опытной укатке число проходов катка или требуемая его плотность, определяемая методом замещения объёма (метод «лунки»), контролируется послойно в процессе сооружения насыпи представителями технического надзора и дорожной лаборатории.

Все указанные выше технологические операции повторяются после  получения разрешения на отсыпку последующего слоя.

http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .

xn--90afcnmwva.xn--p1ai

Методы экспресс-контроля качества строительства автомобильных дорог. Часть первая. Уплотнение грунтов земляного полотна



В публикации выполнен обзор и анализ приборов и оборудования экспресс оценки модуля упругости, калифорнийского числа несущей способности и твердости грунтов, оцениваемой глубиной проникновения конуса динамических пенетрометров от одного удара. Анализ работ предшественников позволит разработать математические модели, связывающие коэффициент уплотнения грунта с коэффициентом увлажнения при испытании различными приборами, установками динамического нагружения, динамическими конусными пенетрометрами российского и зарубежного производства, измерителем жесткости грунта GeoGauge. В работе авторы описывают методику экспериментальных исследований, включающую лабораторные работы и натурные испытания. Применение результатов исследования позволит сгущать сетку контроля коэффициента уплотнения, за счет чего повысится надежность испытаний и однородность степени уплотнения. Это приведет к повышению ровности покрытий и обеспечению требуемого уровня потребительских свойств автомобильной дороги на более продолжительном временном отрезке эксплуатации.

Ключевые слова: коэффициент уплотнения, коэффициент увлажнения, экспресс оценка степени уплотнения, динамический пенетрометр, установка динамического нагружения, измеритель жесткости грунта.

От качества уплотнения грунтов земляного полотна зависят показатели их прочности и деформируемости. В результате при правильно запроектированной дорожной одежде грунты работают в стадии уплотнения [1], претерпевая остаточные деформации, которые относительно числа, приложенных нагрузок носят затухающий характер [2, 3] и связаны с напряжениями линейной зависимостью [4]. Таким образом, степень уплотнения грунта оказывает влияние на ровность покрытия, к которой нормативные документы выдвигают строгие требования, а в работах специалистов [5–8], ограничения по глубине неровностей еще более строгие. Ровность покрытий обуславливает важнейшие потребительские свойства автомобильных дорог: скорость, безопасность и удобство движения, вследствие чего научные исследования, направленные на обеспечения качества уплотнения грунтов актуальны. Кроме того, в работах, выполненных в области разработки способов расчета пластических деформаций и грунтов [9–12], предполагается, что степень уплотнения грунтов и щебеночных материалов обеспечена. Несоответствие коэффициента уплотнения, значениям, закладываемым при расчете остаточных деформаций [9–12] приводит к тому, что фактические значения параметров деформируемости грунтов и материалов оказываются меньше величин, используемых при проектировании конструкции по ровности. Такое же замечание можно сделать по отношению к методам расчета земляного полотна по сопротивлению сдвигу [13–20]. В этом случае, если фактическая величина коэффициента уплотнения окажется меньше, заложенной в расчетах [13–20], то параметры грунтов, используемые в условиях пластичности для проектирования дорожной конструкции, будут иметь значения меньше фактических. Это так же приведет к тому, что запроектированная дорожная одежды будет иметь недостаточную жесткость для данных условий эксплуатации.

Критерием качества уплотнения является степень уплотнения грунта, она характеризуется величиной коэффициента уплотнения и должна соответствовать требованиям строительных правил. Режим и объем контроля, а также предельные отклонения коэффициента уплотнения от требуемых значений регламентируются строительными правилами. В нижних технологических слоях насыпей высотой более трех метров коэффициент уплотнения контролируют в поперечниках, расположенных на расстоянии не более 50 м, а в других конструкциях поперечного профиля не реже, чем через 200 м. В верхнем технологическом слое земляного полотна не зависимо от конструкции его поперечного профиля степень уплотнения проверяют через каждые 50 м. При ширине земляного полотна до 20 м из поперечника отбирают три пробу, одну берут по оси сооружения, а две другие отбирают на расстоянии 1,5–2 м от бровки. При ширине — более 20 м в пределах поперечника берут еще две дополнительные пробы из промежутков между осью и бровкой. Безусловна, что для повышения надежности контроля коэффициента уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшение шага отбора проб по длине и увеличение точек контроля в пределах одного поперечника. Точные методы определения плотности, регламентируемые государственными стандартами обладают высокой трудоемкостью отбора проб и требуют значительных затрат времени на лабораторное определение плотности и влажности грунта. Поэтому возникает острая необходимость в развитии методов экспресс оценки степени уплотнения грунтов, выполняемой непосредственно на строительном объекте.

Большая экспериментальная работа по исследованию влияния влажности и степени уплотнения грунтов на показатели механических свойств выполнена В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21]. В результате получены эмпирические формулы, связывающие модуль упругости, сцепление и угол внутреннего трения с относительной влажностью и коэффициентом уплотнения грунта. Эти формулы приведены в табл. 1 [9]. Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и влажности можно представить эмпирическими формулами В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21], которые приведены в табл. 1.

Таблица 1

Формулы для расчета параметров прочности идеформируемости (Примечание W— относительная влажность, определяемая отношением влажности грунта Wе квлажности на границе текучести Wт (W=Wе/ Wт)

Вид грунта

Показатель прочности или деформируемости

Формула

Суглинки и глины

Штамповый модуль упругости, МПА

Сцепление, МПа

Угол внутреннего трения, о

Супеси легкие не пылеватые

Штамповый модуль упругости, МПА

Сцепление, МПа

Угол внутреннего трения, о

Супеси крупные

Штамповый модуль упругости, МПА

Анализируя данные табл. 1 отметим, что можно решить обратную задачу, то есть получить формулы для расчета коэффициента уплотнения через измеренные параметры прочности и относительную влажность грунта. При контроле степени уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшения расстояния между определением плотности грунта и коэффициента уплотнения. Сгущение сетки контроля дает преимущество, связанное с возможностью выявление мест с неоднородным уплотнение то есть с резко отличающимися коэффициентами уплотнения. Наличие таких участков негативно сказывается на ровности покрытий. Связано это с тем, что грунт с более высоким коэффициентом уплотнения испытывает остаточные деформации меньшей величины, по сравнению с грунтом с меньшей степенью уплотнения. Как известно [22] глубина неровности в рассматриваемой точке покрытия обусловлена разностью остаточных деформаций в этой точке и точке с наименьшей деформацией. Поэтому устранение участков с неоднородным уплотнением в процессе строительство земляного полотна позволяет уменьшить интенсивность деградации ровности покрытия при эксплуатации дороги.

В настоящее время разработано большое количество приборов для экспресс оценки параметров прочности и деформируемости грунта. Обзор и анализ таких приборов выполнен в работах [23–25]. На рис. 1 приведены установки динамического нагружения (УДН), предназначенные для измерения осадок и вычисления штампового модуля упругости грунта.

Рис. 1. Установки динамического нагружения для измерения осадки и определения модуля упругости: а — ПДУ-МГ4.01 «Удар», б — ZFG-3000

Методика измерений и обработки данных подробно описывается в руководствах пользователя, которые снабжены корреляционными таблицами, связывающими кратковременные модули со статическим модулем и коэффициентом уплотнения.


Отметим, что большинство таким приборов производятся за рубежом и сопровождаются импортным программным обеспечением, в котором коэффициент уплотнения вычисляется по отношению плотности сухого грунта к его максимальной плотности. Определяемой максимальной плотности за рубежом выполняют соответствующим типу грунта тестом (А, В или С) стандартным или модифицированным методом Р. Проктора. Методику этого эксперимента можно изучить по материалам работы [26].

В РФ для этого эксперимента применяют метод стандартного уплотнения. Эти методы имеют отличия, как по методике проведения испытания, так и по оборудованию. Поэтому максимальная плотность грунта, определяемая по методам РФ, США и стран Евросоюза различная. Эта требует уточнения коэффициентов уплотнения, которые показывают зарубежные УДН или оборудование, работающее на импортном программном обеспечении.

При вычислении модуля упругости грунтового основания применяют представление Ж. Буссинеска, которое считается общепринятым. Вместе с тем для вычисления напряжений при расчете осадок используют совершенно другие решения, например при расчете осадок от круглого штампа применяют решение [27], недостатки которого описываются в работе [3]. Поэтому наряду с решением [27] для расчета главных напряжений можно применить способ, найденный в работах [28–30]. После расчета напряжений и вычисления по измеренной осадке модуля упругости коэффициент уплотнения можно рассчитать по обобщающей зависимости:

,(1)

где A, B и C — комплексные коэффициенты, зависящие от параметров грунта, характеризующих его вид и разновидность, и прибора с помощью которого выполнено экспериментальное определение модуля упругости (деформации) грунта.

При контроле качества уплотнения грунтов удобно оперировать не относительной влажностью, а оптимальной влажностью Wо или коэффициентом увлажнения kувл. Эти параметры можно вычислить по формулам

(2)

где  — коэффициент перехода от оптимальной влажности к влажности на границе текучести, определяемый отношением их значений, установленных экспериментально по методам изложенных ГОСТ.

Несмотря на то, что известны ориентировочные значения параметров грунта, используемых в формулах (2), при контроле качества они определяются экспериментально с периодичностью 1 раз на 2000 м3 грунта.

Используя зависимости (2) в выражении (3), получим формулу:

(3)

Зависимость (3) является обобщающей моделью расчета коэффициента уплотнения по вычисленному с использованием осадок, измеренных УДН, модулю упругости.

Задачами дальнейшего исследования автора является определение параметров A, B и C модели (3). Для этого необходимо выполнить экспериментальные испытания с применением различных установок динамического нагружения, определив для каждой из них свои коэффициенты A, B и C. По результатам этой работы предполагается формирование базы данных.

Литература:

1. Александров А. С. Расчет пластических деформаций материалов и грунтов дорожных при воздействии транспортной нагрузки // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. Строительство. — 2009. — № 2. — с. 3–11.

2. Wichtmann T., Niemunis A. Triantafyllidis Th. Strain accumulation in sand due to drained cyclic loading: on the effect of monotonic and cyclic preloading (Miner’s rule) // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2010. Vol.30, № 8, Pp.736–745.

3. Александров А. С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 1. Состояние вопроса: монография. — Омск: СибАДИ, 2015. — 292 с.

4. Семенова Т. В., Гордеева С. А., Герцог В. Н. Определение пластических деформаций материалов, используемых в дорожных конструкциях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2012. — № 4(37). — с. 247–254.

5. Золотарь И. А. К определению остаточных деформаций в дорожных конструкциях при многократных динамических воздействиях на них подвижных транспортных средств / И. А. Золотарь. — Санкт-Петербург: Изд-во ВАТТ, 1999. — 31 с.

6. Александров А. С. Критерии расчета дорожных конструкций по ровности, допускаемые и предельные неровности // Вестник гражданских инженеров. — 2008. — № 4. — с. 97- 104.

7. Герцог В. Н., Долгих Г. В., Кузин В. Н. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. — 2015. — № 5(57) — с. 45–57.

8. Александров А. С., Гордеева С. А., Шпилько Д. Н. О допускаемых и предельных значениях неровностей асфальтобетонных покрытий дорожных одежд жесткого типа //Автомобильная промышленность. — 2011. — № 2. — с. 31–35.

9. Семенова Т. В., Герцог В. Н. Пластическое деформирование материалов с дискретной структурой в условиях трехосного сжатия при воздействии циклических нагрузок // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2013. — № 1(29). — с. 68- 73.

10. Александров А. С., Киселева Н. Ю. Пластическое деформирование гнейс- и диабаз материалов при воздействии повторяющихся нагрузок // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2012. — № 6. — с. 49–59.

11. Александров А. С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки // Инженерно-строительный журнал. — 2013. — № 4(39) — с. 22–34.

12. Александров А. С. Применение теории наследственной ползучести к расчету деформаций при воздействии повторных нагрузок: монография. — Омск: СибАДИ, 2014. — 152 с.

13. Калинин А. Л. Применение модифицированных условий пластичности для расчета безопасных давлений на грунты земляного полотна. // Инженерно-строительный журнал — 2013. № 4(39). — с. 35–45.

14. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. Л. Применение критерия Друкера-Прагера для модификации условий пластичности // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2013. № 2. — с. 26–29.

15. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса / Г. Г. Болдырев — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с.

16. Александров А. С., Калинин А. Л. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Учет деформаций в условии пластичности Кулона-Мора // Инженерно-строительный журнал. — 2015. № 7(59). — с. 4–17.

17. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. Л. О допускаемых давлениях на грунты земляного полотна и слои дорожной одежды // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2012. № 2. — с. 10- 13.

18. Александров А. С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 2. Предложения: монография. — Омск: СибАДИ, 2015. — 262 с.

19. Чусов В. В. Перспективы применения эмпирических условий пластичности грунтов и определение их параметров при трехосных испытаниях грунтов Вестник ВолГАСУ. — 2015. № 4(61). — с. 49–57.

20. Александров А. С., Долгих Г. В. Калинин А. Л. Модификация критериев прочности сплошной среды для расчета грунтов земляного полотна по сопротивлению сдвигу // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск: СибАДИ, 2013. — с. 228–235.

21. Сиденко В. М. Дорожные одежды с парогидроизоляционными слоями / В. М. Сиденко, О. Т. Батраков, Ю. А. Покутнев. — М.: Транспорт, 1984. — 144 с.

22. Александров А. С. Моделирование деформационных процессов, протекающих в связных грунтах // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2002. — № 4. — с. 16–19.

23. Александрова Н. П., Троценко Н. А. Применение измерителя жесткости грунта GeoGauge для оценки качества уплотнения при операционном контроле // Вестник СибАДИ, 2014, № 3 — с. 40–47.

24. Семенова Т. В., Долгих Г. В., Полугородник Б. Н. Применение Калифорнийского числа несущей способности и динамического конусного пенетрометра для оценки качества уплотнения грунта // Вестник СибАДИ, 2014, № 1 — с. 59–66.

25. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Стригун К. Ю. Совершенствование методов экспресс оценки качества уплотнения грунтов земляного полотна строительства автомобильных дорог / Н. П. Александрова, // Вестник СибАДИ. — 2015. — № 4. — с. 46–57.

26. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Долгих Г. В.Методы определения максимальной плотности грунтов земляного полотна автомобильных дорог[Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие — Электрон. дан. − Омск: СибАДИ, 2015. — Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/ESD53.pdf, свободный после авторизации. — Загл. с экрана.

27. Ahlvin R. G., Ulery H. H. Tabulated Values for Determining the Complete Pattern of Stresses, Strains and Deflections Beneath a Uniform Load on a Homogeneous Half Space, Bull.342, Highway Research Record, pp. 1–13, 1962.

28. Александров А. С. Один из путей расчета минимальных главных напряжений в грунтах земляного полотна / А. С. Александров // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск, СибАДИ, 2013. — с. 217–228.

29. Александрова Н. П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Омск, 2013. — с. 236–246.

30. Александров А. С., Александрова Н. П., Долгих Г. В. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в дорожных конструкциях из дискретных материалов // Строительные материалы. — 2012. — № 10. — с. 14–17.

Основные термины (генерируются автоматически): коэффициент уплотнения, динамическое нагружение, земляное полотно, модуль упругости, уплотнение грунтов, сгущение сетки контроля, относительная влажность, внутреннее трение, коэффициент увлажнения, штамповый модуль упругости.

moluch.ru

Определение степени уплотнения грунта | МагнусМост

Определение степени уплотнения грунта, песка или щебня проводится в рамках контроля выполнения земляных работ и проверки соответствия показателей уплотнения проектным значениям. Измерения проводятся в основании котлованов и траншей, в том числе при их обратной засыпке, а также при строительстве автомобильных и железных дорог. В процессе работ определяется коэффициент уплотнения, который показывает степень соответствия фактической плотности максимальной плотности, до которой можно уплотнить грунт (метод стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2002).

Экспресс методы определения коэффициента уплотнения грунта, песка, щебня

Распространены 3 экспресс метода определения коэффициента уплотнения грунта:  с использованием плотномеров-пенетрометров статического, динамического типа, а также баллонных плотномеров. При определении уплотнения грунтов экспресс методами все измерения проводятся на стройплощадке, по результатам которых оформляется заключение.

В нашей строительной лаборатории используются все три экспресс метода определения степени уплотнения грунтов, песка и щебня.

Статические плотномеры используются для оперативного контроля степени уплотнения песка или грунтового основания при строительстве. Применяются для определения степени уплотнения песчаных и глинистых грунтов с содержанием включений размером крупнее 10 мм не более 15%. Приборы обеспечивают достоверные измерения в диапазоне 0,9 — 1,0 от максимальной стандартной плотности, определяемой по ГОСТ 22733 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

При использовании данных приборов, степень уплотнения грунтов оценивают по показателю удельного сопротивления пенетрации, рассчитанному по величине прилагаемого усилия при заглублении рабочего наконечника. В зависимости от установленного вида грунтов при сборке плотномера используется конус (несвязные грунты) или усеченный конус (суглинок). Фактическое значение степени уплотнения определяется исходя из полученных результатов замеров по прилагаемой к прибору таблице с учетом типа грунта. При использовании статических плотномеров для контроля плотности не менее 10% проб необходимо выполнять стандартным весовым методом – кольцами согласно «Руководству по сооружению земляного полотна автомобильных дорог». В процессе контроля качества уплотнения основания для испытаний выбираются площадки размером не менее 20*20 см.

Фактический коэффициент уплотнения песка определяется по значениям показаний силоизмерителя плотномера и соответствующим тарировочным графикам, приведенным в паспорте статического плотномера. Статические плотномеры применяются для оперативного контроля качества уплотнения грунтовых искусственных оснований (слой песка разной крупности) различных сооружений (основания полов, фундаментов, слои дорожных одежд и т.д.) при строительстве объектов.

Также активно применяется динамический плотномер Д-51А. Он, как и статический, используется для оперативного контроля степени уплотнения грунтов с содержанием частиц не крупнее 2 мм. Метод динамического зондирования основан на определении сопротивления грунта погружению зонда (штанги с коническим наконечником) под действием ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Определение степени уплотнения щебня

Прибор БПД-КМ является плотномером водобаллонного типа, измеряющим объем лунки с последующим определением фактической плотности после взвешивания материала, взятого из лунки. Предназначен для контроля качества уплотнения щебеночных и гравийных оснований и покрытий из смесей, зерновой состав которых отвечает требованиям ГОСТ 25607-94. Определение плотности сложения грунта осуществляется по общепринятым методикам в соответствии с ГОСТ 28514-90 «Определение плотности грунтов методом замещения объема».

Стандартное уплотнение, как метод контроля степени уплотнения грунтов

В случае применения стандартного способа с обязательным отбором проб грунтов с уплотняемого слоя, отобранные пробы анализируются в лабораторных условиях, т.е. делается стандартное уплотнение, проводится определение максимальной плотности при оптимальной влажности по ГОСТ 22733-2002. Исходя из полученных данных, вычисляется коэффициент уплотнения. Результаты, полученные в результате, позволяют дать рекомендации для повышения плотности при низкой степени уплотнении.

magnusmost.ru

About the author

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о