Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 30 )

Рис. 15. Зависимость плотности сухого грунта от влажности

7.12.2.6. Данный метод используется для определения оптимальных значений влажности и плотности сухого грунта независимо от типа грунтоуплотняющего механизма. Поэтому в ряде случаев эти значения влажности и плотности сухого грунта существенно отличаются от фактических значений, получаемых при уплотнении грунта машинами. Указанное различие объясняется тем, что при уплотнении грунта машинами имеет место циклический характер приложения уплотняющей нагрузки с заданными параметрами нагружения, зависящими от конкретного типа применяемого грунтоуплотняющего механизма. На приборе стандартного уплотнения грунт уплотняется ударами гири определенной массы.

7.12.3. Методы уплотнения грунтов нагрузками с заданными параметрами нагружения

7.12.3.1. Эти методы рекомендуются для определения в лабораторных условиях значений максимальной плотности и оптимальной влажности связных грунтов. Данные характеристики необходимы при назначении требуемой плотности грунтов применительно к конкретным типам грунтоуплотняющих механизмов и контроле качества уплотнения катками с гладкими вальцами без шипов, на пневматических шинах и виброударного действия в грунтовых сооружениях и основаниях зданий и сооружений, а также при оценке уплотняющей способности грунтоуплотнителей и выборе технологии возведения грунтовых сооружений.

7.12.3.2. Исследования проводятся для проб связного грунта нарушенного сложения, отобранных в естественных и искусственных обнажениях и горных выработках из однородного по виду слоя грунта согласно требованиям ГОСТ 12071-84. Масса пробы грунта должна быть не менее 5 кг. Каждая отобранная проба грунта должна быть снабжена данными о наименовании объекта, мощности данного слоя, глубине, месте и дате отбора грунта, а также наименовании грунта по визуальному определению.

Подготовка глинистого грунта к испытаниям заключается в размельчении при естественной влажности монолитов или крупных комьев грунта ненарушенной структуры. Грунты мягко-пластичной и текучепластичной консистенций размельчаются (без перемятия) на отдельности величиной 10 мм; размельчение глин тугопластичной консистенции производится ножом, а монолиты глин твердой и полутвердой консистенций разбиваются пестиком с резиновым наконечником. Если грунт содержит зерна крупнее 10 мм, то определяются их величины Фi, rs и rd, k.

7.12.3.3. Из прошедшего сквозь сито грунта методом квартования выделяют одну пробу и помещают ее в полиэтиленовый пакет при естественной влажности W1 = Wест. Остальной грунт высушивается до воздушно-сухого состояния и доувлажняется до значений влажности (Wi), принимаемых при уплотнении циклическими нагрузками равными влажности на границе раскатывания Wp, определяемой по ГОСТ 5180-84 и на 0,02 и 0,04 меньше и больше Wp: W2 = Wp; W3 = Wp – 0,02; W4 = Wp – 0,04; W5 = Wp + 0,02; W6 = Wp + 0,04. При виброуплотнении связных грунтов начальные влажности ориентировочно составляют: W2 = Wp – 0,02; W3 = Wp – 0,04; W4 = Wp – 0,06; W5 = Wp; W6 = Wp + 0,02.

После введения рассчитанного количества воды пробы грунта перемешивают (без перемятия и перетирания), помещают в полиэтиленовые пакеты и выдерживают не менее суток.

7.12.4. Метод уплотнения грунтов циклическими нагрузками

7.12.4.1. Определение максимальной плотности связных грунтов по методу уплотнения циклическими нагрузками с заданными параметрами рекомендуется проводить с целью выбора типа катка (с гладким барабаном или на пневмошинах), эффективного для конкретных условий возведения сооружения.

7.12.4.2. Для уплотнения грунтов в лабораторных условиях необходимо определить основные параметры циклического нагружения применительно к выбранному типу катка. Основными параметрами циклического нагружения являются:

- максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки, действующей на контакте рабочего органа катка с поверхностью уплотненного грунта в конце процесса уплотнения smax, МПа;

- время действия уплотняющей нагрузки в течение одного цикла t, с;

- зависимость удельной нагрузки от времени;

- количество (число) циклов нагружения-разгрузки, nц;

- интервал времени между циклами T, с.

Максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки на грунт определяется конкретно для каждого типа грунтоуплотняющего механизма.

Для катков с гладкими вальцами максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки определяется по формуле работы [141]:

, (47)

где qL - линейное давление вальца катка, Н/м; Rв - радиус вальца катка, м; E0 - модуль деформации грунта, МПа.

Значения qL и Rв принимаются для различных типов катков по их технической характеристике (см. табл. 30). Модуль деформации E0 ориентировочно принимается равным 20 МПа для глинистых грунтов оптимальной влажности в конце процесса уплотнения, а для крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем - 15 МПа.

Таблица 30

Техническая характеристика самоходных дорожных катков с гладкими вальцами [74]

Показатели	Марки катков
ДУ-50	ДУ-48А	ДУ-8В (Д-399В)	ДУ-9В (Д-400В)	ДУ-49А
Масса, т:
с балластом	8,0	13,0	13,0	18,0	18,0
без балласта	6,0	9,4	8,0	10,3	11,0
Ширина уплотняемой полосы, м	1,80	1,85	1,29	1,29	1,29
Удельное линейное давление от ведущего вальца, Н/м	5,0х104	7,5х104	6,0х104	6,0х104	3,5х104
Число вальцов:
всего	3	3	2	3	3
ведущих	2	2	1	1	1
Диаметр вальцов, м:
ведущего	1,30	1,60	1,60	1,60	1,60
ведомого	1,00	1,00	1,30	1,30	1,30
Ширина вальцов, м:
ведущего	0,50	0,525	1,29	1,29	1,29
ведомого	1,00	1,00	1,29	1,29	1,29
Радиус поворота по внутреннему следу, м	3,00	3,60	3,60	4,30	4,50
Дорожный просвет, м	0,400	0,300	0,315	0,315	-
База, м	3,01	3,43	2,70	4,46	-
Двигатель:
марка	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е	Д-37Е
мощность, л. с.	50	50	50	50	50
Скорость движения катка, м/с:
рабочая	0,76	1,21	1,47	1,47	0-2,18
транспортная	2,17	1,83	2,24	2,24	-
Габариты, м:
длина	4,378	5,200	4,320	6,080	6,515
ширина	1,800	1,850	2,070	2,070	2,040
высота	2,600	2,600	3,200	3,200	3,410

Для катков на пневматических шинах максимальная величина удельной уплотняющей нагрузки определяется по формуле:

, (48)

где Рк - общая нагрузка на пневматическое колесо, Н; Пш - ширина протектора, равная (0,7¸0,8) · Вш; Вш - ширина профиля шины; 1,44 - коэффициент, учитывающий эллипсовидность площади контакта колеса с поверхностью уплотненного грунта.

Значения Рк, Пш и Вш для различных типов механизмов определяются с учетом их технических характеристик (см. табл. 31-33).

Таблица 31

Техническая характеристика катков на пневматических шинах [74]

Показатели	Самоходные	Полуприцепные	Прицепные
ДУ-31А (Д-627А)	ДУ-29 (Д-624)	ДУ-16Б (Д-551Б)	ДУ-16В (Д-551В)	ДУ-37Б	ДУ-30 (Д-625)	ДУ-39А (Д-703А)
Масса, т:
с балластом	16,0	30,0	25,0	25,9	15,0	12,5	25,0
без балласта	8,3	18,3	10,0	7,3	5,7	4,0	6,0
Ширина уплотняемой полосы, м	1,900	2,200	2,800	2,600	2,610	2,200	2,600
Число колес (передних/задних), секций	3/4	3/4	4	5	5	5	5
Обозначение шины*, мм (дюйм)	320х20	370х508	(21.00-28)	370-508 (14.00-20)	-	(12.00-20)	370-508 (14.00-20)
Давление в шинах, МПа	0,30-0,55	0,35-1,00	0,20-0,42	0,35-0,70		0,40-0,60	0,35-0,70
База, м	3,600	4,660	-	-	-	-	-
Дорожный просвет, м	0,270	0,255	-	-	-	-	-
Двигатель:
марка	А-41Д	А-01МД	-	-	-	-	-
мощность, л. с.	90	130	-	-	-	-	-
Скорость передвижения, м/с:
рабочая (вперед)	(0-5,74)	(0-6,50)	4,2	4,2	-	0,7-2,0	1,68
транспортная (назад) Габариты, мм:	(0-20,5)	(0-23,1)	8,4	11,2	до 8,4	5,6	8,4
длина	5,300	6,160	9,510	10,400	10,100	5,300	5,880
ширина	1,970	2,890	3,090	2,920	2,920	2,340	2,920
высота	3,200	3,410	3,040	3,040	2,800	1,820	2,260
Трактор (тягач)	-	-	МОАЗ-546П	МОАЗ-546П	Т-158	Т-75	Т-100М
* Первая цифра указывает ширину профиля шины в мм.

Таблица 32