Укладка и уплотнение грунтов

 

Санкт-Петербургский Государственный

Архитектурно-строительный университет

Кафедра технологии строительного  производства

 

 

РЕФЕРАТ

на  тему

«Укладка  и уплотнение грунтов»

 

Студент группы   ПГСсп   

                                                                                        Резнюк Г.В.

                                                                                           Проверил

преподаватель:

                                                                                   

 

 

 

Санкт-Петербург

2011 г.

Технология производства работ по уплотнению грунтов в насыпях

 

   В основе технологии укладки и уплотнения связных грунтов лежит разбивка насыпи на карты — участки небольшой длины, на которых последовательно производят операции по разгрузке грунта, его разравниванию и уплотнению (табл. 1).

   Число участков, одновременно используемых для укладки грунта, зависит от объема работ, наличия оборудования, сезона производства работ и может меняться в пределах от 4 до 2. В летнее время наибольшей производительности можно достигнуть, если работы вести на 4-х участках. В зимнее время число участков следует принимать не более 2-х.

   Размеры карт определяют конкретными условиями проекта сооружения, применяемыми механизмами и условиями производства работ, однако их длина должна быть не менее 200 м.

   Рекомендуются следующие размеры участков: для кулачковых катков 250…300 м; для катков на пневматических шинах — 200 м; для виброкатков — 200…250 м; для вибро-уплотняющих и трамбующих машин при уплотнении лессовых, просадочных и гравелистых грунтов не менее 50 м

   При дальнейшем увеличении длины участка производительность катков возрастает, но при этом появляется опасность высушивания грунта до его окончательного уплотнения.

 

Табл.1. Виды работ на отдельных картах

 

 

   Ширину насыпи, как и ширину участков, принимают из условий безопасного ведения работ уплотняющей машиной, которая должна находиться от бровки насыпи на расстоянии, предотвращающем ее сползание на откос.

   Все участки с одинаковыми условиями производства работ должны быть равновеликими по площади. Если это условие будет нарушено или землеройных машин окажется больше, чем это требуется по расчету, а грунтоуплотняющих машин недостаточно, грунт может пересохнуть и возникнет необходимость в его увлажнении. Уплотнение переувлажненных грунтов представляет сложную задачу по сравнению с уплотнением сухих грунтов.

   Для уменьшения избыточной влажности следует перед уплотнением послойно подсушивать грунт в естественных условиях. Для ускорения этого процесса грунт на участке необходимо разрыхлять боронованием или перепахиванием. При толщине слоя грунта в рыхлом состоянии 30… 40 см для подсушивания в условиях жаркой летней погоды требуется не менее 2…3 суток.

   При недостатке воды и отсутствии возможности поливать уплотняемый грунт для создания оптимальных условий производства работ отсыпку и разравнивание грунта следует производить в максимально короткий срок, не допуская его высыхания. Толщину слоев грунта принимают по табл. 2.

   Для уплотнения грунтов, влажность которых отличается от оптимальной более чем на 5%, следует увеличить число грунтоуплотняющих машин или принять меры для уменьшения отклонения влажности грунта от оптимальной.

   Укладка связного грунта в тело плотин, дамб в зимнее время возможна при соблюдении следующих условий укладки грунта: – разработку грунта в карьере, его перевозку к месту укладки, разравнивание и уплотнение до проектной плотности выполняют до начала смерзания грунта; – влажность связных грунтов, укладываемых в земляное сооружение, не должна превышать 0,9 влажности на границе раскатывания; – наличие в талом грунте мерзлого грунта в виде комков должно быть в количестве не более 10… 15% общего объема грунта в слое; – размер оставляемых в насыпи мерзлых комков (без прослоев льда) не должен превышать V2 толщины слоя в уплотненном состоянии.

   Более крупные комки, а также комки с прослоями льда выбрасываются. Комки мерзлого грунта должны распределяться равномерно по площади отсыпаемого слоя, скопление их в отдельных местах в виде гнезд не допускается.

Табл.2. Оптимальная толщина уплотняемого слоя грунта, см

 

 

   Снег и лед в сооружении также не допускаются. При сильном и продолжительном снегопаде работы по укладке грунта прекращаются, при возобновлении работ неуплотненный грунт с карты удаляется.

   Производство работ по разработке, транспортировке и уплотнении связных грунтов в зимнее время должно быть организовано с высокой интенсивностью, круглосуточно, непрерывным потоком. Работу по уплотнению грунта следует вести на узком фронте с максимальной механизацией всех видов работ по сменным и суточным графикам.

   Грунты несвязные сухие, обладающие свойством сыпучести, укладывают в земляные сооружения (плотины, дамбы, дорожные насыпи) зимой и уплотняют как в летнее время. Дополнительное увлажнение этих грунтов, а также попадание снега и льда в сооружение не допускается.

   Размер участков укладки связного грунта зимой и число механизмов, работающих на разработке, доставке, разравнивании и уплотнении грунта, принимают из условия обеспечения уплотнения грунта в талом состоянии и сохранения положительной температуры в уплотненном слое до отсыпки следующего слоя. При температуре воздуха —5, -—10, — 20 °С влажный грунт, вынутый из забоя, начинает смерзаться соответственно через 90, 60, 40 мин.

   Допускается после вынужденных перерывов из-за снегопада отсыпать и уплотнять очередной слой из связного грунта на промороженном слое если он был уплотнен в талом состоянии до плотности скелета грунта, предусмотренного проектом, а влажность его не превышала влажности на границе раскатывания, когда миграция влаги и образование линз и прослоек льда практически незначительны.

   При сопряжении вновь отсыпаемого участка земляного сооружения с ранее отсыпанным рыхлый грунт с сопрягаемой поверхности срезают с образованием откоса 1 : 3…1 : 4 и укладывают во вновь отсыпаемый участок.

   Для получения уплотненного грунта с коэффициентом уплотнения выше 0,8… 1 необходимо уменьшить толщину уплотняемого слоя. При уменьшении толщины слоя на 55… 10% число проходов катка уменьшается в 2…3 раза.

   Число проходов катка или других средств уплотнения определяется опытным уплотнением.

    При уплотнении слоя рыхлого грунта, отсыпанного, например драглайном или грейдером-элеватором, следует производить сначала укатку катком легкого типа без загрузки его балластом. Эта операция не требуется в тех случаях, когда слой грунта отсыпается автомобилями-самосвалами, тракторными тележками или скреперами. В этом случае грунт уплотняется до требуемой нормы плотности грунтоуплотняющими машинами.

    На больших площадях при выполнении работ по вертикальной планировке территории застройки и на насыпях, где возможны повороты катка, рекомендуется применять схему движения катков по замкнутому кругу. На насыпях, где невозможен поворот катка, следует применять челночную схему движения — трактор в конце участка отцепляют от катка и присоединяют к нему с другой стороны.

    При укатке прицепными катками первый и второй ход катка выполняют на расстоянии 2…2,5 м от бровки насыпи, а затем, смещая ходы на 1/3…1/4 ширины катка в сторону бровки, уплотняют края насыпи. После этого укатку продолжают круговыми проходками от края к середине насыпи с перекрытием каждого прохода на Vs…1/* ширины катка.

   Для равномерного уплотнения грунта давление воздуха в шинах катка должно быть одинаковым. Периодическую проверку давления воздуха в шинах следует производить по манометру. Рекомендуется следующее давление в шинах катков на пневмоколесном ходу: для песков 200 кПа, супесей 300…400 кПа, суглинков и глин — 500…600 кПа.

    Повышение давления в шинах катков при одновременном увеличении их размера позволяет увеличить эффективность уплотнения по толщине грунтового слоя.

   Число проходов катка на пневмоколесном ходу по одной полосе ориентировочно принимают: для песчаных грунтов 2…3, для супесчаных 3…4 и для суглинистых и глинистых 5…6.

   Уплотнение грунта укаткой следует производить при рациональном скоростном режиме работы катков. Скорости движения катка различны, причем первый и ДЕЭ последних хода совершаются на малых скоростях (2…2,5 км/ч), а все промежуточные ходы — на больших, но не превышающих 8… 10 км/ч.

    При рациональном скоростном режиме работы катка обеспечивается ровная поверхность слоя грунта, которая сохраняется и в дальнейшем при последующем уплотнении грунта катками. Кроме того, лучше используется мощность трактора-тягача, так как первый ход требует максимального тягового усилия. При рациональном скоростном режиме работы катка производительность его увеличивается примерно вдвое, а общая стоимость работ сокращается на 50%.

    При возведении насыпи из резерва драглайном работы следует выполнять попеременно на двух смежных захватках. При этом на одной из захваток отсыпаемый слой грунта разравнивается бульдозером, а на другой уплотняется грунтоуплотняющими машинами (рис. 1).

    При возведении насыпи из резервов бульдозерами работы следует производить также попеременно на двух смежных участках. На одном из участков производят отсыпку слоя грунта с разравниванием, а на другом уплотнение грунта грунтоуплотняющими машинами. Уплотнение грунта обратной засыпки в стесненных условиях следует производить по схеме рис. 2. При этом уплотняемый грунт разравнивается малогабаритным бульдозером или — в особо стесненных условиях — вручную. Грунт вначале уплотняют трамбовками по обеим сторонам фундамента на ширину 0,8 м от его обреза, а затем катком, движущимся по челночной схеме, полосами, перекрываемыми па 0,08—0,1 м.

   При устройстве основания под фундаменты зданий и сооружений уплотнение грунта рекомендуется производить катками с гладкими металлическими вальцами.

 

 

Рис. 1. Возведение насыпи из резерва

1— экскаватор; 2 — бульдозер; 3 —  каток; 4 … 6 — проходки

 

 

Рис. 2. Уплотнение грунта в стесненных условиях

1— каток; 2 —зоны уплотнения  электротрамбовки; 3 — слой отсыпаемого грунта; 4 — фундамент

 

Уплотнение грунтов транспортными  средствами возможно при соблюдении следующих требований: – обязательное послойное разравнивание грунта и его планировка. При этом должны обеспечиваться нормальная работа машин, занятых на разравнивании и -планировке, и бесперебойное безопасное движение автотранспорта с грунтом; – ширина полосы, на которой производится отсыпка грунта, должна обеспечивать равномерную укатку грунта транспортными средствами; – длина полосы, на которой отсыпается грунт, должна гарантировать заданное число проходок транспортных средств по одному и тому же следу.

   Послойная отсыпка грунта, его разравнивание и уплотнение, а также движение транспортных средств по спланированному слою возможны при кольцевой езде машин с разворотами их на насыпи. Для выполнения этих условий может быть применена следующая технологическая схема производства работ при кольцевой езде автомобилей-самосвалов.

   Насыпь делят на две равные полосы. Автомобили-самосвалы, двигаясь равномерно по всей ширине полосы (например, по второй полосе), разгружают грунт на первую полосу. После того, как грунт будет доставлен на первую полосу почти полностью (кроме последних 5… 10 м), его разравнивают и планируют бульдозером. Затем движение автомобилей-самосвалов переводят на первую полосу, а грунт доставляют и отсыпают на вторую полосу. После отсыпки грунта заданной толщины на второй полосе по всей ее ширине процесс производства работ повторяется. Уплотнение производят последовательными ходами не ближе 0,5…0,6 м от бровки с перекрытием следа предыдущей проходки на 0,1…0,2 м.

    Основным способом укладки связных грунтов в качественные насыпи в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока является послойная отсыпка насухо, а основным требованием к производству работ является предохранение грунта от промерзания до окончания процесса уплотнения. Для достижения этого необходимо обеспечить непрерывность технологического процесса, максимально сократить продолжительность каждой операции технологического комплекса для уменьшения потерь тепла грунтом.

    Качественная укладка грунта при отрицательных температурах Сибири и Крайнего Севера возможна только при четкой организации работ на карте.        

    Для этого каждую карту делят на четыре-пять участков, на которых последовательно производят следующие операции:

I — подготовку карты (очистку  от снега, продувку, механическую  обработку поверхности контакта  слоев), прогрев и обработку солевым  раствором поверхности карты;

II — приемку грунта и хранение  его с минимальными потерями  тепла до накопления необходимого  объема, для чего грунт укрывается  пленкой;

III — разравнивание, планировку  и обработку поверхности слоя  растворами солей (хлористого  натрия);

IV — уплотнение грунта;

V — отбор проб, геодезические  работы.

   Технология и способы уплотнения грунтов зависят от многих факторов, поэтому организовать ее правильно можно только при полном учете особенностей укладываемых грунтов, климатических условий, требований, предъявляемых к сооружению, сроков его возведения и т. д.

 

Для обеспечения непрерывности  и сокращения продолжительности  технологического процесса длину карты  следует принимать в пределах 50…60 м, а ширину 12…15 м. По длине карта  разбивается на участки.

    В качестве уплотняющих машин следует принимать самоходные маневренные и эффективные механизмы, обеспечивающие заданную плотность грунта при минимальном (4…5) числе проходов по одному следу. Эффективно используются для первоначального уплотнения катки статического действия (1…2 прохода), а затем виброкатки (2…3 прохода).