Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 91 )

а) для катков с гладкими вальцами на пневмошинах:

W1 = Wp – 0,04; W2 = Wp – 0,02; W3 = Wp; W4 = W; W5 = Wp + 0,02;

б) для виброкатков:

W1 = W; W2 = Wp – 0,02; W3 = Wp – 0,04; W4 = Wp – 0,06; W5 = Wp + 0,02.

Различная влажность грунта достигается путем подсушки или дополнительного увлажнения. Подсушка производится при непрерывном перемешивании грунта бульдозером. Дополнительное увлажнение достигается заливкой расчетного количества воды в чеки, устраиваемые на соответствующих полосах. Увлажненный грунт в полосах выдерживается в течение смены (преимущественно ночной) для равномерного распределения влаги по всему объему грунта. До укладки в полосы контролируется влажность грунта путем отбора проб из расчета 3 пробы на каждую полосу для определения требуемого объема воды при дополнительном увлажнении.

После достижения требуемой влажности грунт укладывается слоями и укатывается 10 проходами. Из каждого слоя производится отбор проб для определения плотности и влажности грунта из шурфов. После отбора проб укладывается следующий слой насыпи и т. д.

6. Насыпь № 2 по одному следу и эффективной толщине уплотняемого слоя грунта имеет размеры в плане 15х15 м. Насыпь имеет 3 слоя. В поперечном направлении насыпь разбивается на 5 полос шириной по 3 м каждая. В первые 4 полосы грунт укладывается толщиной слоя, равной 10-15 см, толщина слоя в последней полосе составляет 1 м. Полосы укатываются различным количеством проходов, равным 2, 4, 6, 8 - для катков с гладким вальцем на пневмошинах и виброкатков. Полоса толщиной 1 м укатывается 10 проходами механизмов. В насыпь грунт укладывается при оптимальной влажности, определенной после возведения насыпи № 1. Если влажность грунта в карьере отличается от оптимальной, то на площадке он должен быть подсушен или дополнительно увлажнен и выдержан в течение одной смены для равномерного распределения влаги по всему объему. После укатки каждого слоя производится отбор проб из шурфов для определения плотности и влажности грунта.

Б. ГЕОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ В ОПЫТНЫХ НАСЫПЯХ

1. При уплотнении связных грунтов, содержащих менее 10% крупнообломочных включений, пробы отбираются в шурфах режущим кольцом в соответствии с ГОСТ 12071-84, плотность и влажность определяется в соответствии с ГОСТ 5180-84. Шурфы отрываются на всю толщину уплотненного слоя, размеры шурфов в плане 0,50х0,70 м. Пробы отбираются с противоположных торцевых стенок шурфа. Первая проба отбирается на глубине 2-3 см от поверхности слоя. После отбора проб шурфы засыпаются грунтом с уплотнением, слоями по 10-15 см.

При уплотнении связных грунтов, содержащих до 50% крупнообломочных включений, отбор проб для определения плотности грунта производится методом шурфа-лунки.

2. На каждой полосе с определенной влажностью насыпи № 1 проходится не менее 3 шурфов. Из каждого шурфа отбирается по 2 пробы, т. е. всего из первой насыпи отбирается 90 проб для определения плотности сухого грунта rd и влажности W.

По полученным результатам строится график зависимости плотности сухого грунта rd от влажности грунта W, находится максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности сухого грунта rd,max и оптимальной влажности Wopt (рис. 10.2). Пример построения графика приведен ниже.

Рис. 10.2. Пример построения графика зависимости плотности сухого грунта от влажности при уплотнении катком в опытной насыпи

1 - точки, соответствующие отдельным пробам; 2 - точки, полученные в результате усреднения.

3. На каждой полосе насыпи № 2, уплотненной определенным количеством проходов катка, проходится не менее 3 шурфов. На первых 4 полосах из каждого шурфа отбирается по 2 пробы. Из шурфов последней полосы толщиной 1 м (в каждом слое) пробы отбираются через каждые 15 см по всей толщине слоя. По пробам, полученным из четырех полос, и первым пробам из верхней части уплотненных слоев 5-й полосы строится график зависимости плотности сухого грунта rd от количества проходов катка по одному следу n (рис. 10.3, пример построения графика см. ниже). По графику rd = f (nц) находят необходимое количество проходов катка по одному следу, которое обеспечивает достижение максимальной плотности сухого грунта rd,max.

Рис. 10.3. Пример построения графика зависимости плотности сухого грунта от количества проходов катка по одному следу

1 - точки, соответствующие отдельным пробам; 2 - точки, полученные в результате усреднения.

По результатам проб, отобранных из пятой полосы насыпи № 2 строят график изменения плотности сухого грунта rd по толщине слоя h: rd = F (h) (рис. 10.4, пример построения см. ниже) и находят эффективную толщину слоя грунта hэф, при которой обеспечивается достижение проектной плотности грунта.

Рис. 10.4. Пример построения графика зависимости изменения плотности сухого грунта по толщине слоя

1 - точки, соответствующие отдельным пробам; 2 - точки, полученные в результате усреднения.

В. ГЕОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ В ГРУНТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

1. При выполнении геотехнического контроля качества уплотнения связных грунтов следует учитывать требования СНиП 3.02.01-87.

2. Технология укладки связного грунта с уплотнением катками включает в себя следующие операции, последовательность которых для получения качественной насыпи должна строго соблюдаться:

- отсыпка слоя заданной толщины;

- разравнивание отсыпанного грунта с уклоном 0,005 в сторону верхнего бьефа для обеспечения стока атмосферных осадков;

- уплотнение уложенного грунта;

- контрольный отбор проб;

- подготовка уплотненного слоя грунта возводимой насыпи перед укладкой последующего путем разрыхления траками бульдозера.

3. Рабочая площадь напорного сооружения или его части (верховой клин, ядро, экран и т. п.) должна быть разделена на равновеликие по площади карты, на каждой из которых последовательно производятся операции: выгрузка, разравнивание, увлажнение или подсушивание и уплотнение грунта.

Размер карт и потребность в оборудовании назначаются из условия непрерывного выполнения всех необходимых операций.

4. В случае использования для возведения сооружения связного грунта, содержащего в виде включений крупнообломочный материал, проектом должен устанавливаться допустимый максимальный размер этих фракций, который не должен превышать 2/3 толщины отсыпаемого слоя грунта в уплотненном состоянии, но не более 30 см. Фракции крупнее допустимых должны быть удалены.

5. Связный грунт в сооружении должен быть уплотнен до требуемой плотности сухого грунта, заданной проектом. Отступления от заданных величин должны быть согласованы с проектной организацией.

6. Контроль за качеством уплотнения грунтов заключается в отборе проб грунта из уплотненной карты для определения влажности и достигнутой плотности грунта.

7. В каждом конкретном случае, в зависимости от конструкции плотины, должна быть составлена инструкция по отбору проб.

8. Места отбора проб грунта в плане и по высоте сооружения должны быть распределены равномерно с тем, чтобы была обеспечена проверка степени плотности всех слоев грунта в различных частях сооружения.

9. Контрольные пробы в уплотненном грунте в напорных насыпях гидротехнических сооружений должны отбираться в количестве, указанном в проекте или из расчета 1 проба на 300 м3 уложенного грунта:

- для связных грунтов без крупных включений пробы отбираются металлическими цилиндрами;

- для связных грунтов с включением крупных фракций пробы отбираются из шурфов.

10. Помимо послойного отбора проб для определения плотности и влажности грунта в процессе операционного контроля на плотинах I и II класса по указаниям проекта следует отбирать пробы для определения прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик грунтов.

11. Критерием, определяющим качество уплотнения связного грунта, является достижение проектной плотности уложенного грунта, выражаемой плотностью сухого грунта rd.

12. За расчетное значение плотности сухого грунта в теле плотины rd, определяемой при геотехконтроле, следует принимать значения плотности rd, соответствующие односторонней доверительной вероятности a = 0,95 (вычисляются по условиям разд.10).

Это значение должно быть не ниже принятых в проекте расчетных значений rd для соответствующих частей плотины.

Примечание. В случае, если значения rd грунтов плотины будут отличаться от проектных более, чем на ±3,0%, расчетные значения характеристик прочности, деформируемости и фильтрационных, а также соответствующие расчеты должны быть уточнены.

Пример построения графиков зависимости плотности сухого грунта от влажности, количества проходов и толщины слоя при его уплотнении виброкатком

1. Статистическую обработку результатов геотехнического контроля после уплотнения грунтов в опытных насыпях проводят в соответствии с ГОСТ 20522-75.

2. При обработке графика зависимости плотности сухого грунта от влажности частные значения плотности и влажности наносятся на совмещенный график рассеяния. Затем все значения влажности разбивают на интервалы и вычисляют средние арифметические значения влажности и плотности сухого грунта для каждого интервала. Эти значения наносят на совмещенный график рассеяния особым знаком. По этим обобщенным значениям строится усредненная кривая зависимости плотности сухого грунта от влажности. Кроме того, для каждого интервала плотности сухого грунта и влажности вычисляют среднее квадратическое отклонение s и коэффициент вариации V.

Как правило, при значениях влажности, меньших оптимальной величины, наблюдается большой разброс значений плотности сухого грунта, обусловленный комковатой структурой уплотненного грунта и несоответствием размеров пробоотборника и комьев грунта. При оптимальном значении влажности разброс величин плотности связных грунтов после уплотнения катком резко уменьшается в результате образования монолитной структуры, при которой грунт приобретает более однородную плотность в объеме.