Опытные работы по уплотнению грунтов

Опытные работы по уплотнению грунтов выполняют перед производством основных работ с целью уточнения следующих величин (Мангушев, Р.А. [4]; Справочник проектировщика [18];
СП 45.13330.2012 [27]):

• максимальной плотности грунтов, достигаемой используемыми грунтоуплотняющими механизмами;

• оптимальной влажности уплотняемых грунтов;

• толщины уплотняемых слоев при заданном режиме уплотнения;

• необходимого числа ударов или проходов грунтоуплотняющего механизма;

• расстояния между скважинами (сваями) при глубинном уплотнении и других параметров.

Опытное уплотнение проводят на отдельных участках, расположенных в пределах или вблизи от территории проектируемого объекта. Толщину отсыпаемого слоя грунта на каждом участке при поверхностном уплотнении принимают на 20-30 % больше рекомендуемой. Уплотнение производят, как правило, при двух-трех значениях влажности грунтов на границе раскатывания, равных W_p, 0,8W_p и 1,2 W_p.

После выполнения опытных работ определяют плотность и влажность уплотненных грунтов путем отрывки шурфов или устройства радиометрических скважин. Эти показатели определяют с двухкратной повторностью по глубине (не менее чем на трех горизонтах для каждого слоя):

• при уплотнении тяжелыми трамбовками и трамбующими машинами – через 0,25-0,5 м;

• укаткой и вибрационными машинами – через 0,1-0,25 м;

• глубинным уплотнением – через 0,5-1,0 м.

Опытное уплотнение укаткой и трамбующими машинамивыполняют на площадке, которую разбивают на три участка, шириной не менее длины l грунтоуплотняющего механизма и длиной не менее трехкратной его ширины b (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схема опытного уплотнения укаткой (стрелками показаны

основные направления движения механизма):

1 – захватка с 6 проходами; 2 и 3 – то же, соответственно с 9 и 12

проходами; 4,5 и 6 – участки отсыпки грунта с влажностью,
соответственно равной 0,8w_p и 1,2w_p; 7 – шурфы или
радиометрические скважины; l и b – соответственно длина и ширина грунтоуплотняющего механизма

На каждом участке отсыпают грунты с тремя значениями влажности, равными 0,8w_p, w_p и 1,2w_p. Опытное уплотнение грунтов укаткой производят при 6, 9 и 12 проходах по одному следу, а грунтоуплотняющими машинами – при одном, двух и трех проходах. После уплотнения на каждом участке и захватке проходят по одному шурфу или радиометрической скважине для определения плотности и влажности грунтов, глубина которых назначается не менее 1,2h_с (h_c – глубина уплотнения).

На основании полученных данных строят графики распределения плотности сухого грунта ρ_d по глубине для принятого числа проходов и каждой влажности грунта w, по которым устанавливают необходимое количество проходов уплотняющей машины и максимальную толщину h уплотняемого слоя для заданной степени плотности, значение w_опт уплотняемых грунтов (пример построения графика см. рис. 3.5).

Рис. 3.5. Графики изменения плотности уплотненного грунта

при оптимальной влажности:

1, 2, 3 – соответственно при 9, 6 и 12 проходах

Опытное уплотнение тяжелыми трамбовкамивыполняют на двух-трех участках длиной не менее 3d (d – диаметр трамбовки), шириной 2d (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Схема опытного уплотнения тяжелыми трамбовками:

1, 2, 3 – участки отсыпки грунта с влажностью 0,8w_p, w_p, 1, w_p;
4 – следы ударов трамбовки; 5 – точки нивелировки (штыри);
6 – шурфы или радиометрические скважины

Трамбование грунтов на опытном участке производят с перекрытием следов трамбовки не менее 0,25dи с замером понижения трамбуемой поверхности до тех пор, пока понижение трамбуемой поверхности за каждые два удара не достигнет постоянной величины, называемой отказом. После завершения трамбования на уплотненной площадке, а также за ее пределами проходят шурфы или ра­диометрические скважины глубиной не менее двух диаметров трамбовки, в которых производят определение плотности и влажности уплотненных грунтов.

По этим данным для каждого участка строят графики изменения плотности сухого грунта по глубине, на основании которых по минимально допустимым и достигнутым значениям плотности грунта определяют глубину уплотнения.

Опытное уплотнение грунтовыми, песчаными сваями и глубинными вибраторамивыполняют с целью:

• уточнения расстояния между скважинами для обеспечения проектной средней степени плотности уплотняемого грунта;

• фактического расхода грунта для засыпки скважин;

• значения минимально допустимой степени плотности грунта в уплотненном массиве при заданном среднем ее значении.

Опытные работы по глубинному уплотнению производят одиночной грунтовой (песчаной) сваей или одним погружением глубинного вибратора на глубину не менее 15 диаметров уплотняющего снаряда.

Вначале пробивают скважину на необходимую глубину, затем ее засыпают грунтом слоями высотой не более 2,5d (d – диаметр наконечника). Каждый засыпанный в скважину слой уплотняется тем же ударным снарядом до полного отказа. После завершения уплотнения по оси грунтовой сваи отрывают контрольный шурф на глубину не менее 10 диаметров снаряда. Отбор проб для проверки степени плотности производят на двух и трех горизонтах, начиная с глубины не менее шести диаметров снаряда. Точки отбора проб размещают через 0,2-0,5 м на расстоянии не менее двух диаметров снаряда от центра (рис. 3.7).

При использовании глубинного радиоизотопного контроля точки контроля также размещают по схеме, приведенной на рис. 3.7, не менее чем на трех горизонтах, соответствующих глубинам от 6 до 15 диаметров ударного снаряда.

Рис. 3.7. Схема отбора проб грунта при устройстве грунтовой сваи:

1 – грунтовая свая; 2 – шурф; 3 – места отбора проб грунта

Степень плотности по результатам ее определения принимают как среднее из полученных значений для каждой контрольной точки по вертикали.

По данным выполненных определений строят график изменения плотности грунта в уплотненной зоне (пример см. рис. 3.8).

Рис. 3.8. График для определения максимально допустимого
расстояния между двумя смежными скважинами

В соответствии с требуемой средней плотностью определяют минимально допустимое значение грунта в уплотненном массиве по формуле

(3.5)

где – достигнутая максимальная плотность сухого грунта в точке, расположенной у грунтовой сваи, т/м³.

На основании минимального значения определяют максимально допустимое расстояние между двумя смежными скважинами, для чего на графике отмечают минимальное значение и соответствующее ему расстояние r w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> .

Расстояние между осями скважин при линейном их расположении определяют по формуле

(3.6)

где – диаметр наконечника снаряда, м.

При многорядном расположении скважин полученные расстояния для линейного расположения умножаются на 0,8.