Коэффициент уплотнения откосов насыпи

Страница 8: ДБН В.2.3-4-2000. . Автомобильные дороги. (На русском языке) /Отменен-приказ Минрегионбуду Украины N 292 от 31.10.2007р./ (43044)

4.12 При невозможности выполнения требований 4.11 должны быть предусмотрены мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости земляного полотна и рабочего слоя путем:

— регулирования водно-теплового режима земляного полотна с помощью гидроизолирующих, теплоизолирующих, дренирующих или капилляропрерывающих слоев;

— укрепления и улучшения грунта рабочего слоя с использованием вяжущих и минеральных (гранулометрических) примесей и т.д.;

— использования армирующих слоев;

— снижения уровня подземных вод с помощью дренажа;

— применения специальных конструкций поперечных перерезов земляного полотна с целью защиты его от поверхностной воды (бермы и т.п.).

Указанные мероприятия следует выбирать на основе технико-экономических расчетов.

4.13 Рабочий слой нужно проектировать в комплексе с дорожной одеждой с целью получения наиболее экономичных решений.

Расчетные характеристики грунтов рабочего слоя следует определять с учетом типа местности по условиям увлажнения.

4.14 Сооружать насыпи в любых условиях разрешается без ограничения применения грунтов и отходов промышленности, что мало изменяет прочность и устойчивость под действием погодно-климатических факторов. Грунты, которые изменяют с течением времени прочность и устойчивость под действием этих факторов и нагрузок, относятся к особым грунтам, которые разрешается использовать с ограничениями, обосновывая в проекте их использование результатами испытаний. При необходимости предусматриваются конструктивные меры для защиты этих грунтов от действия погодно-климатических факторов.

При использовании крупнообломочных грунтов следует предусматривать устройство выравнивающего слоя между насыпью и дорожной одеждой толщиной не менее 0,5 м из грунтов, которые содержат обломки размером не более 0,2 м.

4.15 На соединении земляного полотна с мостами на участках длиной по верху не менее высоты насыпи плюс 2 м (считая от стояка) и по низу не менее 2 м следует проектировать насыпи из непучинистых дренирующих грунтов.

4.16 Насыпи следует проектировать с учетом несущей способности основания. Основания делят на сильные и слабые.

К слабым относят основания, в которых в пределах активной зоны залегают слои слабых грунтов (с модулем упругости менее 25 МПа) и толщиной свыше 0,5 м. Толщина активной зоны определяется расчетом.

В случае, если слой слабого грунта залегает на глубине, большей ширины насыпи по подошве, а также для насыпи высотой свыше 12 м, размер активной зоны следует определять расчетом.

4.17 Крутизну откосов насыпи высотой до 2 м следует назначать с учетом обеспечения безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях, как правило, на дорогах I-III категорий не круче 1:4, а для дорог других категорий — не круче 1:3.

4.18 Крутизну откосов насыпей высотой свыше 2 м, а также на ценных землях допускается увеличение крутизны откосов к предельным значениям, приведенным в таблице 4.9, с установкой ограждения барьерного типа.

4.19 Приведенная в таблице 4.8 крутизна откосов предусматривает их укрепление методом высевания трав или одерновкой. При использовании других, более капитальных типов укрепления, крутизна может быть увеличена при соответствующем технико-экономическом обосновании и выполнении расчета устойчивости откосов.

4.20 При слабых основаниях, использовании связных грунтов повышенной влажности, а также для подтопленных насыпей крутизну откосов назначают на основе расчетов или проверяют расчетом возможность применения типового поперечного профиля.

Таблица 4.9 — Максимальная крутизна откосов насыпей

Высота откоса, м

в нижней части от 0 до 6

в верхней части от 6 до 12

Глыбы из слабовыветривающихся пород

Крупнообломочный и песчаный (кроме мелкого и пылеватого песка)

Песчаный мелкий и пылеватый, глинистый и лессовый

Примечание 1. Под чертой представлены значения для пылеватых разновидностей грунтов в дорожно-климатических зонах У-I У-III и для одноразмерных мелких песков.

Примечание 2. Высота откоса определяется как разность между отметкой бровки насыпи и отметкой подошвы насыпи. При наличии косогора высота насыпи определяется как самая большая разность между отметкой бровки и отметкой подошвы насыпи (низовой отметкой откоса).

4.21 При проектировании резервов фактический объем необходимого грунта для насыпи VH следует определять за формулой:

где К1 — коэффициент относительного уплотнения (отношение минимальной плотности грунта в насыпи, установленной с учетом данных таблицы 4.8, к его плотности в резерве или карьере, установленной при изысканиях). Ориентировочно коэффициент относительного уплотнения назначается по таблице 4.10; Vп — объем запроектированной насыпи, м.

Таблица 4.10 — Значение коэффициентов относительного уплотнения грунта

Значение коэффициенту относительного уплотнения Кь для грунта

Необходимый коэффициент уплотнения грунта

Песок, супесь, суглинок пылеватый

Лесс и лессовидный грунт

Скальный грунт при объемной массе, г/см3

Шлак, отвалы перерабатывающей промышленности

4.22 При проектировании насыпи из грунтов, влажность которых превышает допустимую (таблица 4.5), следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие необходимую устойчивость земляного полотна. К таким мероприятиям относятся:

— осушение грунтов как природным путем, так и обработкой их активными веществами типа негашеной извести, активной золы уноса и т.п.;

— ускорение консолидации грунтов повышенной влажности в нижней части насыпи (горизонтальные дренажи из зернистых или синтетических материалов и др.) и предупреждение деформаций насыпей, связанных с их расползанием (уменьшение крутизны откоса и защита его от размыва, устройство горизонтальных прослоек из зернистых или синтетических материалов и т.п.). Устройство покрытия на таких насыпях предусматривается по истечении консолидации насыпи.

При влажности грунта менее 0,9 от оптимальной следует предусматривать в проекте специальные мероприятия по их уплотнению (доувлажнение, уплотнение более тонкими слоями и т.п.).

4.23 При проектировании насыпи с высотой откоса свыше 12 м в зависимости от конкретных условий с целью обеспечения устойчивости насыпи и ее откосов следует определять расчетом:

— конфигурацию поперечного профиля, обеспечивающего устойчивость откосов насыпи;

— безопасную нагрузку на основание, исключающую процессы бокового вытеснения грунта;

— величину и протекание во времени оседания основания насыпи за счет его уплотнения под нагрузкой от веса насыпи.

4.24 Высоту насыпи на участках дорог, которые проходят на открытой местности, по условиям снегонезанесения во время вьюг следует определять расчетом по формуле:

где Н — высота незаносимой насыпи, м;

Нс — расчетная высота снегового покрова в месте, где сооружается насыпь, с вероятностью превышения 5 %, м. При отсутствии указанных данных допускается упрощенное определение Н с использованием метрологических справочников;

h — возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова, которое следуете для его незанесения снегом, м.

Примечание. В случае, когда h оказывается меньше возвышения бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки hc (см. ниже), в формулу (4.2) вместо h вводятся hc.

Возвышение бровки насыпи (h) над расчетным уровнем снегового покрова следует назначать, м, не менее:

1,0 — для дорог I категории;

4.25 В районах, где расчетная высота снегового покрова превышает 1 м, следует проверять достоверность превышения бровки насыпи над снеговым покровом по условию беспрепятственного размещения снега, удаляемого с дороги во время снегоочистки, используя формулу:

h = 0,375 hc a/в,(4.3)

где hc — возвышение бровки насыпи над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки, м;

в — ширина земляного полотна, м;

а — расстояние, на которое удаляется снег с дороги при его удалении снегоочистителем, м, для дорог с; регулярным режимом зимнего содержания допускается назначать а = 8 м.

4.26 Крутизну откосов выемок, которые не относятся к объектам индивидуального проектирования, следует назначать соответственно таблице 4.11.

Таблица 4.11 — Крутизна откосов выемок

Высота откоса, м

Максимальная крутизна откоса

Скальный: слабовиветривающийся легковыветривающийся, не размягчаемый размягчаемый

до 16до 16 до 6

Песчаный, глинистый однородный твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции

Примечание 1. В скальных слабовыветривающихся грунтах разрешаются вертикальные откосы.

Примечание 2. Высота откоса выемки определяется разностью между отметкой бровки откоса и отметкой подошвы откоса.

4.27 Выемку глубиной до 1 м, с целью предупреждения снеговых заносов, следует проектировать раскрытой с крутизной откосов от 1:5 до 1:10 или разработанной под насыпь. Выемку глубиной от 1 м до 5 м на снегозаносимых участках следует проектировать с крутыми откосами (1:1,5-1:2) и закюветными полками шириной не менее Зм.

4.28 Выемку глубиной свыше 2 м в мелкозернистых и пылеватых песках, переувлажненных связных грунтах, легковыветривающихся или трещиноватых лессовидных и лессовых породах следует проектировать с закюветными полками. Ширину закюветных полок следует назначать: в мелкозернистых и пылеватых песках — не менее 1 м, в других грунтах: при высоте откоса до 6 м — не менее 1 м, при высоте откоса до 12 м (для скальных пород — до 16 м) — не менее 2 м. Для дорог I-III категорий при проектировании выемок в легковыветривающихся скальных грунтах разрешается предусматривать кювет-траншею шириной не менее 3 м и глубиной не менее 0,8 м.

Поверхности закюветных полок дают уклон 20-40 ‰ в сторону кювета. Уклон можно не предусматривать при скальных породах.

4.29 При проектировании выемок следует выполнять расчеты общей и местной устойчивости откосов, разрабатывать мероприятия из их обеспечения, включая назначения соответствующего поперечного профилю, устройство дренажей, защитных слоев, типа укрепления откосов и т. п.

Земляное полотно в сложных инженерно-геологических условиях

4.30 Конструкции земляного полотна на косогорах следует обосновывать соответствующими расчетами с учетом устойчивости косогора как в природном состоянии, так и после сооружения дороги.

На устойчивых горных склонах крутизною свыше 1:3 земляное полотно следует располагать полностью на полке, врезанной в косогор. На склонах крутизной 1:10-1:5 земляное полотно следует проектировать в виде насыпи без устройства уступов в основании. При крутизне склонов от 1:5 до 1:3 земляное полотно следует устраивать в виде насыпи, полунасыпи — полувыемки или же на полке. В основании насыпи и полунасыпи-полувыемки следует устраивать уступы шириной 3-4 м и высотой до 1 м с поперечным уклоном поверхности 1-2 % в низовую сторону. Уступы не устраивают на склонах из дренирующих грунтов.

В необходимых случаях следует предусматривать комплексные мероприятия, которые обеспечивают устойчивость земляного полотна и склона, на котором оно расположено (дренажные конструкции, поверхностный водоотвод, подпорные сооружения, изменение очертания склона и т.п.).

4.31 Конструкцию земляного полотна на болотах следует назначать на основе технико-экономического сравнения вариантов, предусматривающих удаление слабых грунтов (включая подрывной метод) или их использование в основании насыпи с разработкой, в необходимых случаях, специальных мероприятий по обеспечению устойчивости, уменьшению и ускорению оседания, исключению недопустимых упругих колебаний, в том числе обочин за счет устройства берм шириной не менее 1 м с расположением их на 0,5 м выше уровня болота.

При глубине болота до 6 м и высоте насыпей до 3 м проектирование разрешается осуществлять путем привязки типовых решений с учетом типа болота.

При использовании слабых грунтов в основании насыпи вместе с общими требованиями к земляному полотну должны учитываться требования 4.23.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

Насыпные грунтовые плотины — Укладка грунта

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Укладка грунтов представляет собой основную группу технологических процессов, выполняемых при возведении таких качественных насыпей, как грунтовые плотины. По этой причине укладка занимает наибольшее время и требует наибольших капиталовложений. Все основные параметры укладки задаются еще на стадии проектирования плотины.

Укладка грунтов включает в себя следующую цепочку последовательных технологических процессов:
– подготовка естественного основания;
– отсыпка грунтового материала (в пределах технологических карт);
– разравнивание грунтового слоя на расчетную толщину и его планировка;
– уплотнение грунтового слоя;
– контроль коэффициента уплотнения и подготовка спланированной поверхности к укладке вышележащего слоя.

Принципиальная схема разбивки на карты при возведении однородной земляной плотины

2 ПОДГОТОВКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСНОВАНИЯ

Качественное проведение работ по подготовке природного основания очень важно. Оно позволяет обеспечить заданное в проекте надлежащее сопряжение искусственного сооружения (плотины) и естественного грунтового массива.

В общем случае подготовка основания может включать в себя следующие этапы:
1. Лесосводка — удаление деревьев, зарослей кустарника, мусора, пней.
2. Выемка котлована — в соответствии с геометрией, заданной в проектной или рабочей документации. Выемка производится с недобором до проектной глубины на величину 0,2—0,3 м. Недобор необходим для предохранения непосредственной подошвы будущего гидротехнического сооружения от длительного атмосферного воздействия.
3. Удаление ослабленных и некондиционных естественных грунтов — производится в случае необходимости, устанавливаемой в проекте.
4. Составление акта готовности естественного основания. Акт подробно отражает характер и объем всех выполненных строительных работ, а также фактическое состояние основания.

3 ОТСЫПКА ГРУНТОВОГО МАТЕРИАЛА

Отсыпка любых типов грунтов в тело грунтовой плотины производится по технологическим картам. Каждая технологическая карта представляет собой отдельную огороженную площадку (участок), в пределах которой выполняется обособленный вид работ. Количество и состав таких карт определяется в проекте организации строительства (ПОС), и во многом зависит от размеров плотины и принятой интенсивности земляных работ. Как правило, стремятся сравнять количество технологических карт и количество технологических операций. Равенство этих двух параметров позволяет обеспечить непрерывность всего цикла земляных работ: отсыпка → разравнивание → уплотнение → контроль качества. Это достигается благодаря полному исключению простоев и пауз в работе строительной техники и рабочих. Например:
– технологическая карта на отсыпку;
– технологическая карта на разравнивание;
– технологическая карта на уплотнение;
– технологическая карта на контроль качества выполненных работ.

Между собой технологические карты должны сопрягаться достаточно пологими откосами (около 1:3). Это необходимо, чтобы между картами не образовывались строительные грунтовые швы. Наличие таких швов после постановки плотины под напор водохранилища ведет к возникновению в её теле сосредоточенной фильтрации, что крайне опасно. Если сопряжение технологических карт происходит вдоль линий тока будущей (предполагаемой) фильтрации воды, то необходимо устройство прямо на поверхности сопрягающихся откосов борозд или штраб. Такие борозды должны располагаться поперек направления фильтрации. Борозды способствует удлинению пути фильтрации, что благоприятно влияет на фильтрационную прочность тела плотины.

По высоте технологические карты желательно отсыпать, выдерживая примерно одну общую высотную отметку. Разница между картами по высоте не должна превышать 3 м.

Отсыпка грунтов начинается с разгрузки кузовов автосамосвалов, формирующих небольшие отвалы. Грунт с отвалов развозится по технологической карте скреперами с открытым ковшом , которые производят отсыпку грунта тонким слоем по всей площади карты. В случае дождя грунт или укрывают водонепромокаемыми полотнищами (типа брезента), или выполняют отсыпку с уклоном (около 1:100). Такой уклон способствует быстрому оттоку воды. В случае, если всё же произошло переувлажнение поверхности грунта, верхний уже уложенный его слой снимается.

Наиболее ответственной работой по отсыпке является устройство переходных фильтровых зон, которые разделяют основные призмы плотины и глинистое ядро или экран. Сопряжение разных материалов данных зон по высоте происходит зигзагообразно — в форме «ёлочки». Основные требования к укладке грунтов переходных зон и фильтров, определяемые в проекте организации строительства:
– грунт ни в коем случае не должен быть загрязнен;
– в грунте не должна происходить сегрегация по его гранулометрическому составу (т.е. расслоение крупных и мелких фракций в конкретном объеме отсыпки); для предотвращения сегрегации применяются предварительный полив отсыпаемого грунта, и ограничение толщины слоя отсыпки.

Также очень важно качество отсыпки тела плотины в области верхового откоса. Это связано с возможным разуплотнением грунта вдоль плоскостей откосов. Отсыпка таких зон производится с временным уширением (сдвижкой) насыпи за пределы откосов. Величина уширения составляет около 30 см. В дальнейшем, при производстве работ по креплению откосов, грунт выполненных уширений срезается — до восстановления профилей откосов, заданных в проектной документации.

4 РАЗРАВНИВАНИЕ И ПЛАНИРОВКА ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Разравнивание отсыпанного грунта ведется до получения расчетной толщины грунтового слоя. Толщина грунтового слоя — важный параметр, определяемый при разработке проекта плотины. На строительной площадке принятая в проектной или рабочей документации толщина грунтового слоя может быть скорректирована (на основании уточненных данных по карьерным грунтам).

Работы по разравниванию выполняются после отсыпки, но с минимальной задержкой. Это необходимо для сохранения оптимальной влажности грунта W_опт, которая получена при его предварительном кондиционировании .

Для разравнивания и планировки грунта в пределах технологической карты по её периметру устанавливаются маяки (вешки). При разравнивании могут также выполняться дополнительное кондиционирование, боронование, удаление или дробление валунов. Разравнивание грунта глинистого ядра или экрана осуществляется вдоль оси ядра, а не поперек.

5 УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВОГО СЛОЯ

Для уплотнения разравненного и спланированного слоя применяются два метода — статический (статическими катками, оборудованными гладкими вальцами) и вибрационный (вибрационными катками, оборудованными кулачковыми вальцами). Статический метод используется для уплотнения связных (глинистых) грунтов, динамический — для несвязных (песчаных). Иногда уплотнение производится гружеными самосвалами, а в стесненных местах — виброплитами (100—400 кг) и даже ручными трамбовками.

Уплотняющая техника должна уплотнить грунт до достижения так называемого коэффициента уплотнения k_упл. Коэффициент уплотнения определяется в проекте грунтовой плотины и обычно находится в пределах 0,92—0,98. При выполнении уплотнения грунт должен иметь оптимальную влажность W_опт.

Наилучшая схема движения катков по технологической карте — челночная, реже применяется круговая схема. Катки перемещаются вдоль оси плотины, начиная от бровок верхового и низового откосов с постепенным приближением к центру плотины. Скорость уплотняющих катков — не более 0,4 м/с.

6 ИНТЕНСИВНОСТЬ УКЛАДКИ

Интенсивность работ по укладке и связанная с этим скорость роста грунтовой плотины, как правило, не ограничивается. Ограничение интенсивности задается при проектировании плотины только в двух случаях:
– если в тело плотины укладываются глинистые грунты пластичной консистенции;
– если в естественном основании присутствуют глинистые грунты, также находящиеся в пластичном состоянии.

Наложение ограничения по интенсивности связано с возможным появлением в описанных грунтах порового давления, которое резко возрастает при увеличении нагрузки на грунт от вышележащих слоев. При превышении поровым давлением определенной величины происходит резкая потеря несущей способности грунта и переход его в текучее состояние. Для снижения порового давления требуется завершение процессов консолидации, т. е. оттока из пор глинистого грунта определенного объема воды.

Уплотнение грунтов в насыпи

2.49. В проектах земляного полотна следует предусматривать работы по уплотнению насыпей, сооружаемых из всех видов грунтов, кроме слабовыветривающихся скальных. Для верхней части насыпи, возводимой из скальных слабовыветривающихся грунтов, следует применять щебень.

Уплотнение скальных грунтов в насыпях из легковыветривающихся грунтов (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев и т.п.), а также крупнообломочных грунтов, в том числе с глинистым заполнителем, производится: необходимым числом проходов уплотняющихся катков, определяемых по данным предварительного пробного уплотнения; ограничением толщины отсыпаемых слоев и размеров отдельных камней.

2.50. Необходимо предусматривать в проекте, насыпей запас высоты на осадку грунтов за счет их уплотнения в эксплуатационный период согласно табл. 9.

Грунты насыпей и условия их уплотнения

(Запас высоты насыпи от проектной, %

Насыпи из скальных и крупнообломочных грунтов при послойной отсыпке с применением уплотняющих машин

Насыпи из песчаных и глинистых грунтов, возводимые с коэффициентом уплотнения 0,9

Насыпи из глинистых переувлажненных грунтов

Насыпи, отсыпаемые из скальных и галечно-гравийных грунтов в зимнее время

Примечание. Большие значения относятся к насыпям, сооружаемым в сроки до 6 мес из грунтов с влажностью, близкой к предельно допустимой.

2.51. Требуемую плотность песчаных и глинистых грунтов в теле насыпи , г/см 3 , определяют по формуле

= К_уr_dmax, (5)

где r_dmax— максимальная плотность грунта при оптимальной влажности, определяемая по методу стандартного уплотнения; К_у— минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый 0,9 по всей высоте насыпи.

2.52. Уменьшение коэффициента уплотнения песчаных и глинистых грунтов по сравнению с нормативным допускается для насыпей в случаях, когда невозможно достижение этих значений по физическим свойствам грунтов с малой влажностью, в том числе сухих барханных песков или переувлажненных глинистых грунтов.

Уменьшение значения коэффициента уплотнения следует принимать на основе данных стандартного уплотнения, а также предусматривать дополнительные меры, обеспечивающие общую устойчивость земляного полотна и прочность его основной площадки с обоснованием решений технико-экономическими расчетами.

2.53. Фактический объем грунта, необходимого для насыпей, V_н.фв случаях, когда требуемая плотность грунта в теле насыпи больше естественной плотности грунта в резерве (карьере), определяется по формуле (6)

где V_н — объем проектируемой насыпи, м 3 ; K₁— коэффициент относительного уплотнения грунта в теле насыпи, определяемый по формуле

k₁ = , (7)

где r_ск,r_ск.р— плотность грунта, г/см 3 , требуемая в насыпи, и естественная в резерве или карьере.

Нормы влажности грунтов насыпей

2.54. Для насыпей следует применять преимущественно грунты, имеющие оптимальную влажность w_о.

Если природная влажность используемых глинистых грунтов ниже 0,9 W_о, а песков менее 4%, необходимо искусственное увлажнение их до получения оптимальной влажности.

2.55. Максимальная влажность W_пp, при которой будет обеспечена требуемая плотность грунта в насыпях, устанавливается графически по кривой стандартного уплотнения данного грунта или определяется по формуле

W_p+ 0,25 I_p³W_пp=r_w()100% (8)

где I_р— число пластичности, равное: I_р=w_l— W_p, %;— требуемая плотность грунта в теле насыпи, г/см 3 ; Q — содержание воздуха в порах грунта (в супесях — 5%, в суглинках и глинах 3 — 4%);r_w— плотность воды, принимаемая равной 1 г/см 3 ;r_sb —плотность грунта (при отсутствии лабораторных данных его значение можно принимать для супесей — 2,68, суглинков — 2,7, глин — 1,74 г/см 3 ).

Определение критического коэффициента устойчивости откосов индивидуального поперечного профиля пойменной насыпи

В зоне насыпи можно выделить 5 зон грунтов с отличающимися свойствами: сухая насыпь, зона капиллярного поднятия, влажная насыпь, сухое основание, влажное основание.

1. Сухая насыпь (с.н.):

=2,044 т/м3;

=0,586;

;

Сцепление грунта: Ссн =2,2т/м2.

2. Зона капиллярного поднятия (к.з.):

==2,084 т/м3;

;

Скз=0,5*Ссн =1,1 т/м2.

3. Влажная насыпь (в.н.):

==1,084 т/м3;

;

4. Сухое основание (с.о):

т/м3;

==0,656;

;

Сцепление грунта: Ссо =2,5 т/м2.

5. Влажное основание (в.о.):

==1,027 т/м3;

;

Расчет устойчивости откосов насыпи производится по схеме, приведенной на чертеже .

Устойчивость насыпи характеризуется коэффициентом устойчивости, который определяется следующим образом:

, где

МУД и МСДВ – моменты соответственно удерживающих и сдвигающих сил относительно центра поверхности обрушения.

К удерживающим силам относятся: — сила внутреннего трения; — сила сцепления; — вес грунта;

К сдвигающим силам относятся: — вес грунта; — гидродинамическая сила;

Кроме этого к сдвигающим силам относятся постоянная нагрузка от верхнего строения пути и временная нагрузка от подвижного состава.

Раскрыв значения удерживающих и сдвигающих сил, получим:

, где

∑Fуд и ∑Fсдв –суммы соответственно сил удерживающих и сдвигающих откос насыпи.

∑Fуд =;

∑Fсдв=;

Ni*fi – силы трения;

Ci*li – силы сцепления; li — длина основания отсека;

Туд – удерживающие касательные силы (левее вертикального радиуса);

Тсдв — сдвигающие касательные силы (правее вертикального радиуса);

D – гидродинамическая сила.

,где

γв – удельный вес воды;

I0 – средний уклон кривой депрессии;

ωВО – площадь в поперечнике влажного основания;

Определение коэффициента уплотнения грунта

Под коэффициентом уплотнения грунта понимают отношение фактической плотности грунта в насыпи к максимальной плотности (max) того же грунта, который прошел процедуру стандартного уплотнения в грунтовой лаборатории.

Например: параметр коэффициента уплотнения 0,95 означает, что отношение фактической плотности грунтового образца к максимально возможной составляет 95%.

Как определяется?

первый параметр — отношение массы грунта (с учетом массы воды в его порах), к занимаемому этим грунтом объему (г/см3);

второй параметр — отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда в его порах) к его первоначальному объему (г/см3).

Максимальная плотность зависит от влажности грунта, характер этой зависимости показан на графике:

Для чего требуется определение коэффициента уплотнения грунта?

Определение коэффициента уплотнения грунта — геологические исследования, которые проводятся на предпроектном этапе с целью определения пригодности участка к предстоящим строительным работам.

Изучение плотности грунтового покрытия способствует принятию правильных проектных решений.

А именно позволяет:

— Исключить ряд проблем, связанных с проседанием почвы под тяжестью конструкции;

— Минимизировать появление трещин на стенах сооружения, а также его частичное или полное разрушение вследствие проседания грунта.

Особенности процесса

Независимо от породы, любой грунт является пористым. Его пронизывают микроскопические пустоты, которые заполняют влага и воздух.

В процессе строительных работ, при выработке грунтового покрытия, пустоты увеличиваются, что может приводить к повышению его рыхлости. Поэтому чрезвычайно важно определиться с показателем уплотнения почвы для принятия правильных решений.

Как определяется этот параметр?

Одним из наиболее достоверных методов исследования является весовой. Однако он редко используется на практике в силу своей труднодоступности и сложности (требуется специальное оборудование).

Одним из популярных является метод режущего кольца, который базируется на отборе проб ненарушенной структуры и их дальнейшем исследовании.

Метод режущего кольца

В грунте располагают металлическое кольцо с заданными диаметром и длиной. Таким образом, грунтовая порода надежно крепится внутри цилиндра.

Затем, чтобы получить чистую массу грунта, отобранные образцы взвешивают, вычитая вес кольца.

Далее полученный показатель делят на объем цилиндра, в результате чего получается фактическая плотность почвы.

После этого для определения финального показателя (коэффициента уплотнения) полученный результат делят на максимально возможную плотность (которая меняется, в зависимости от вида грунта).

максимальная плотность скелета грунта — 1,90 г/см3 (Pdmax), в соответствии с графиком (зависимость плотности от влажности);

диаметр режущего кольца — 5 см, высота — 3 см.

Определим коэффициент уплотнения по формуле

Допустим, масса грунта — 450 г. При объеме нашего кольца в 235,5 см3, плотность грунта Pd составляет 1,87 г/см3. Соответственно, коэффициент уплотнения грунта — 1,87/1,9 = 0,98.

Метод исследования статическим Пенетрометром (например, ПСГ-МГ4)

Управление грунтовым пенетрометром производится с помощью клавиатуры. Она состоит из 5 кнопок, используемых для выбора режима измерений, а также включения/отключения электронного блока.

Прибор поддерживает 3 режима измерений:

К, в данном случае производится измерение коэффициента уплотнения, модуля упругости, угла внутреннего трения, а также удельного сцепления, относительной влажности;

Е, осуществляется оценка только модуля упругости;

Pm, дополнительный режим, позволяющий измерить максимальное значение удельного сопротивления пенетрации.

Устройство устанавливается в требуемую точку (место определения коэффициента уплотнения грунта). Измерение и подсчет результатов производится автоматически. Прибор обладает встроенной энергонезависимой памятью для хранения выполненных ранее измерений.

Обращаем ваше внимание!

Результаты работ

Коэффициент уплотнения, полученный в ходе исследований, является основной для выявления несущей способности почвы. Таким образом, с помощью данного показателя производится оценка пригодности участка для возведения проектируемого сооружения. Полученный результат сравнивают с допустимыми нормативами и требованиями проекта.

Важно знать!

Норма коэффициента уплотнения

Норма коэффициента уплотнения задается проектировщиками, в соответствии с задачами, целями и особенностями конкретного проекта. Задача изыскателей — определить, соответствуют ли фактические показатели заявленным требованиям.

Допустимые коэффициенты уплотнения почвы определяет нормативная база СНиП (пункты 3.02.01-87 и СП 45.13330.2012), обновленная в 2013-2014 гг.

Здесь можно найти конкретные данные касательно допустимого уплотнения для определенных видов грунта и грунтовых подушек, которые используются при строительстве разных видов фундамента и строений, в том числе и подземных.

Коэффициент уплотнения варьируется в пределах от 0 до 1. Фактически он отражает уровень уплотненность почвы.

Для закладки основания бетонного ленточного фундамента нормой считается параметр уплотненности в >0,95 балла.

Стоимость работ

Эксперты «Гектар Групп» проведут необходимые исследования и предоставят достоверные данные, которые исключат необходимость переделок на этапах проектирования и строительства.

Стоимость определения коэффициента уплотнения грунтового покрытия рассчитывается индивидуально в каждом конкретном случае.

Оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами любым удобным способом, чтобы получить бесплатную консультацию инженера-геолога «Гектар Групп». Мы оперативно рассчитаем стоимость проверки уплотнения почвы на вашем объекте.

Почему нам доверяют сложные объекты?

Ваш проект лично контролирует геолог с опытом >20 лет в сфере полевых, лабораторных и камеральных работ. Обширная база архивов позволяет ускорить процесс исследований без ущерба качеству. Буровая техника высокой проходимости способствует решению самых нестандартных задач, в том числе на городских территориях. По завершении работ вы получите детальную консультацию по принятию проектных решений, в том числе выбору типа фундамента.