Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 32 )

Рис. 17. Схема установки для уплотнения грунтов циклическими нагрузками, прилагаемыми по закону треугольника

1 - пресс; 2 - сосуд, наполняемый дробью и подвешенный на конец рычага; 3 -рычаг;

4 - образец грунта; 5 - штамп; 6 - индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм; 7 - шток; 8 - нагрузочная рама; 9 - одометр; 10 - ручка; 11 - противовес; 12 - сосуд, наполненный дробью и закрепленный на неподвижной опоре.

Нагрузка передается через шток и штамп 5 на грунт. В процессе уплотнения измеряются осадки грунта с помощью индикатора часового типа с погрешностью до 0,01 мм. Рекомендуется толщину уплотняемого слоя грунта в рыхлом состоянии принимать равной 0,6-0,7 диаметра штампа.

При уплотнении грунта циклическими нагрузками, приложенными по закону прямоугольника (применительно к уплотнению грунта пневмокатками), груз 2, создающий удельную нагрузку, равную удельной уплотняющей нагрузке под колесом выбранного типа катка, подвешивается на конец рычага пресса и с помощью рукоятки 10 вывешивается, т. е. нагрузка не передается на грунт 4 (см. рис. 16). Затем быстро, но плавно, без удара, рычаг опускается, и тем самым нагрузка передастся на грунт. Нагрузка снимается поднятием рычага путем нажатия на рукоятку.

При уплотнении грунта циклическими нагрузками, приложенными по закону треугольника (применительно к уплотнению катками с гладким барабаном), удельную нагрузку рекомендуется создавать с помощью дроби, равномерно высыпающейся с заданной скоростью в мерный сосуд 2, подвешенный на конец рычага, из другого сосуда 12, расположенного на неподвижной опоре (см. рис. 17). Сосуд 2 наполняется заранее взвешенной дробью, из которого она высыпается через имеющееся в нижней части отверстие 13. Сосуд 12 разгружается аналогичным образом.

7.12.4.5. После окончания уплотнения образец глинистого грунта извлекают путем выдавливания из одометра, и производится определение его плотности r и влажности W по ГОСТ 5180-84.

Испытания по определению максимальной плотности сухого грунта следует считать законченными тогда, когда с повышением влажности пробы при последующих двух, трех испытаниях на уплотнение происходит последовательное уменьшение значений плотности уплотненных образцов грунта или когда грунт перестает уплотняться и начинает при приложении нагрузки выжиматься из прибора.

По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности уплотненных образцов определяют плотность сухого грунта (rd) с погрешностью до 0,01 г/см3 по ГОСТ 5180-84. Строят график зависимости плотности сухого грунта от влажности (рис. 18). Находят максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности сухого грунта (rd,max) на оси ординат и влажности () на оси абсцисс. В качестве оптимальной влажности принимают влажность, при которой достигнуто максимальное значение плотности сухого грунта при заданной величине уплотняющей нагрузки, минус 2% *, т. е.

.

______________

* Завышенные значения , полученные в лабораторных условиях, объясняются несоответствием между принятой в опытах диаграммой нагружения грунта и продолжительностью действия нагрузки и фактическими значениями этих величин для катков [74].

Рис. 18. Зависимость плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении удельной циклической нагрузкой, равной 0,5 МПа.

Полученное максимальное значение плотности сухого грунта характеризует значение плотности грунта на поверхности уплотненного слоя в конце процесса уплотнения для данной величины удельной уплотняющей нагрузки.

Если в грунте содержались зерна крупнее 10 мм в количестве , которые перед испытанием были удалены из пробы грунта, то для учета влияния таких зерен на величины максимальной плотности сухого грунта и оптимальной влажности необходимо полученные значения rd,max и Wopt для части пробы, прошедшей сквозь сито с отверстиями размером 10 мм, пересчитать на значения и для исследуемого грунта в целом (с включениями зерен крупнее 10 мм) по формулам:

, (49)

Wopt = Wopt (1 - SФк) + W2SФк, (50)

где rd, к - плотность сухого грунта зерен размером крупнее 10 мм, определяемая по ГОСТ 5180-84 методом взвешивания в воде.

7.12.5. Метод уплотнения грунтов статическими нагрузками

7.12.5.1. Определение значений максимальной плотности и оптимальной влажности по методу статических нагрузок рекомендуется проводить в том случае, когда отсутствует оборудование для испытаний грунтов по методу циклических нагрузок или имеется компрессионная зависимость для данного грунта при начальной влажности, равной влажности на границе текучести Wнач = WL.

Компрессионные испытания для глинистых грунтов рекомендуется производить на приборах, например, типа К-1М.

В качестве максимальной величины принимается (по компрессионной кривой) значение плотности сухого грунта при нагрузке, соответствующей максимальной нагрузке на грунт, создаваемой конкретным уплотняющим механизмом и определяемой по формулам (47), (48).

Для определения оптимальной влажности рекомендуется использовать формулу, выражающую степень влажности грунта:

Sr = (rd rs W) / [(rd - rs) rW)]. (51)

Оптимальная влажность определяется по формуле из условия, что для принятого значения максимальной плотности сухого грунта степень влажности составляет 0,85¸0,90:

Wopt = (0,85 ¸ 0,90) (1 / rd – 1 / rs). (52)

7.12.6. Метод уплотнения грунтов виброударными нагрузками с заданными параметрами

7.12.6.1. Определение максимальной плотности связных грунтов по методу уплотнения виброударными нагрузками с заданными параметрами рекомендуется проводить с целью выбора типа виброкатка, эффективного для конкретных условий возведения сооружения.

7.12.6.2. Для уплотнения грунтов в лабораторных условиях виброударными нагрузками необходимо определить основные параметры виброударного нагружения применительно к выбранному типу.

Основными параметрами вибронагружения являются:

1. Максимальная величина удельного одиночного виброударного импульса в конце процесса уплотнения iy,max, Нс/м2.

2. Соотношение между величинами вынуждающей силы и массой вибровальца с пригрузом b.

3. Время действия вибровальца t, с.

Максимальная величина удельного одиночного виброударного импульса в конце процесса уплотнения для каждого типа грунтоуплотняющего механизма с учетом их технических характеристик определяется по формулам:

iy,max = (0,144 Kвwв) / F = (0,015 Kвnв) / F = (0,906 Kвfв) / F = (0,225 Po / (fвFв) (53)

где Kв - статический момент дебалансов вибровозбудителя, Нм; fв - частота колебаний, Гц; F - площадь контакта вибровалец-грунт в конце процесса уплотнения, м2; nв - частота колебаний, кол/мин; wв - угловая скорость вращения дебалансов, 1/с; Po - вынуждающая сила в Н.

Значения fв и Po принимаются по технической характеристике виброкатков (см. табл. 34).

Таблица 34

Техническая характеристика дорожных вибрационных катков с гладкими вальцами [109]

Показатели	Самоходные CA51S	Полуприцепные	Прицепные
ДУ-47	Бомаг BW-2129	Динапак	Фергюссон	Бомаг 211АД	Бомаг 212	Динапак СА-212	Динапак СА-21	ДУ-14 (Д-480)	ПВК-70э	ПВК-70эА	SVAW-8 (А-8)	SVAW-12 (А-12)
Масса, т
с балластом	8,0	10,22	15,2	11,0	9,2	10,2	10,9	15,6	3,05	22,6	26,0	8,0	11,8
без балласта	6,0
Ширина уплотняемой полосы, м	1,2	2,1	2,13	1,98	2,1	2,1	2,1	2,13	1,4	2,0	2,64	2,0	2,0
Удельное линейное давление, Н/м:
от ведущего вальца	4х104	4,87х104	7,14х104	5,56х104	4,38х104	4,86х104	5,19х104	7,32х104		11,3х104	9,6х104	3,2х104	5,9х104
от ведомого вальца	3х104	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Число колебаний вибратора в мин (частота в Гц)	3000	(31)	(25)	(18-25)	(29-42)	(30)	(28)	(25)	2000	(25)	(16,7-25)	(20)	(25)
Возмущающая сила вибратора, Н	6x104	21,4х104	33,0х104	29,9х104	14,1х104 19,3х104	23,15х104	16,0х104	22,9х104	8,0х104	75х104	50,0х104	16,0х104	36,0х104
Диаметр вальцов, м:
ведущего	1,2	1,7	1,52	1,67	1,5	1,5	1,52	1,5	1,2	1,6	1,75	1,6	2,0
ведомого	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ширина вальцов, м:
ведущего	1,0	2,1	2,13	1,96	2,1	2,1	2,1	2,13	1,4	2,0	2,64	2,0	2,0
ведомого	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Марка двигателя	Д-37Е	-	-	-	-	-	-	-	Д-37М	Т-260	Т-250	6VD14,5/ /2-1SRL	6VD14,5/ /12-1SRL
Мощность, л. с.	50	-	-	-	-	-	-	-	40	300	300	60	104
Скорость движения катка, км/ч:
рабочая	1,6-3,35	-	-	-	-	-	-	-	0,5-1,0	1,2	1,2	-	1,5¸5
транспортная	7,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Габариты, м:
длина	4,5	-	-	-	-	-	-	-	4,106	-	-	5,00	6,12
ширина	1,6	-	-	-	-	-	-	-	1,780	-	-	2,40	2,47
высота	2,6	-	-	-	-	-	-	-	1,540	-	-	1,60	2,05
Страна	СССР	США	Швеция	США	США	США	Швеция	Швеция	СССР	СССР	СССР	ГДР	ГДР

Момент дебалансов для виброкатков определяется по формулам: