ВСН 158-69. Технические указания по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий


Потребность в машино-сменах на 1 км

Грунтосмесительная машина Д-391 .................... 6,6

Автоцементовоз С-853 или С-571 ......................... 13

Поливо-моечная машина ПМ-2 или ПМ-10 .......... 6,7

Автогрейдер Д-598 или Д-446 ............................... 2

Самоходный пневмокаток Д-627 .......................... 2,4

Автосамосвалы ЗИЛ-555 для вывозки песка ........ 2—3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА № 10

Таблица 10

Устройство однослойного дорожного основания или покрытия толщиной 16 см из суглинистого грунта, укрепленного цементом и добавками химических веществ, с помощью однопроходной грунтосмесительной машины Д-391 при отрицательных температурах и повышенной влажности грунтов

№ технологических операций

№ захваток

Технологическая последовательность рабочих процессов

Единица измерения

Количество на 1 км

Принятая производительность в смену

1

1

Введение извести в грунт распределителем цемента Д-343Б с трактором ДТ-54 за 3 прохода по ширине основания при дозировке извести 9,5 кг/м2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

т

63

14

1

Подвозка извести или других водосвязывающих добавок цементовозами С-853 или С-571 на среднее расстояние 20 км в количестве 3 % от веса грунта. Потребность извести на 1 км: 1000?? 7??0,16??2??0,003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

??

63

39

2

1

Перемешивание извести с грунтом и одновременное размельчение грунта за 3 прохода фрезы Д-530 с трактором С-100 по ширине основания и за 2—3 прохода по одному месту . . . . . . . . . . . . .

км

1

0,26

3

1

Профилирование смеси автогрейдером Д-598 за 5—6 проходов по ширине основания . . . . . . . .

??

1

0,75

4

2

Введение химических добавок в грунт распределителем удобрений при дозировке добавки 1,6; 3; 4,6 кг/м2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

т

11;

22;

33,5

100

2

Подвозка автомобилями ЗИЛ-150 химических добавок СаCl2, NаСl или К2СО3, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смесей, в количестве 0,5—1,5 % от веса грунта. Потребность химических добавок составляет на 1 км: 1000??7??0,16??2?? (0,005; 0,01; 0,015) . . . . . .

??

11;

22;

33,5

30

5

2

Перемешивание химических добавок с грунтом за 3 прохода фрезы Д-530 с трактором С-100 по ширине основания и за 2 прохода по одному месту . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

км

1

0,26

6

2

Профилирование смеси автогрейдером Д-598 за 5—6 проходов по ширине основания . . . . . . . .

??

1

0,75

7

3

Окончательное размельчение грунта, дозирование цемента, перемешивание компонентов смеси грунтосмесительной машиной Д-391 за 1 проход по одному месту или за 3 прохода по ширине основания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

??

1

0,15

3

Подвозка цемента цементовозами С-571 или С-853 на среднее расстояние 20 км из расчета добавки цемента в количестве 12 % от веса грунта. Потребность цемента на 1 км: 1000??7?? 0,16??2?? (0,12) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

т

270

21

8

3

Разравнивание и профилирование слоя укрепленного грунта автогрейдером Д-598 за 10 проходов по ширине основания . . .

км

1

0,5

9

3

Уплотнение слоя укрепленного грунта самоходным пневмокатком Д-627 за 16—18 проходов катка по одному следу при выполнении первых двух проходов на первой скорости, следующих — на второй и последних трех — на третьей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

??

1

0,41

10

3

Уход за готовым слоем основания: подвозка песка самосвалами и распределение его по основанию слоем 5—8 см автогрейдером. Потребность песка на 1 км: 1000??7?? (0,05; 0,08) ?? 1,7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

т

60

90

30

Потребность в машино-сменах на 1 км

Грунтосмесительная машина Д-391 ............................................. 6,6

Распределитель цемента Д-343Б .................................................. 4,5

Автоцементовоз С-853 или С-571 .................................................. 15

Фреза Д-530 .................................................................................... 4

Распределитель удобрений для внесения химических добавок . 0,1—0,3

Автогрейдер Д-598 или Д-445 ....................................................... 3,6

Самоходный пневмокаток Д-627 ................................................... 2,4

Автосамосвалы ЗИЛ-555 для подвозки песка ............................... 2—3

Приложение 3

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ, УКРЕПЛЕННЫХ ЦЕМЕНТОМ

1. Приготовление образцов для определения предела прочности на растяжение при изгибе

Предел прочности на растяжение при изгибе определяют на образцах—балочках размером 4??4??25 см, при содержании в грунте крупнообломочных частиц (до 10 мм в диаметре) размеры балочек увеличивают до 5??5??30 см.

Образцы готовят прессованием в жестких металлических формах с двусторонними вкладышами (рис. 1|). Стенки формы и вкладыши перед укладыванием смеси смазывают керосином или машинным маслом. Увлажненную до оптимальной влажности и тщательно перемешанную смесь грунта, вяжущего и добавок насыпают в форму, в которую вложен нижний вкладыш, смесь разравнивают, частично уплотняют шпателем, после чего укладывают верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на пресс и уплотняют.

Рис. 1. Форма для изготовления балочек:

1 — корпус; 2 — ручки; 3 — вкладыш (2 шт.)

Величину нагрузки и длительность ее действия подбирают так, чтобы плотность образцов была максимальной, достигаемой при оптимальной влажности на приборе стандартного уплотнения. Ориентировочно нагрузка составляет 100—150 кГ/см2, а время выдерживания под нагрузкой — 3 мин. После уплотнения форму с образцом устанавливают на подставку, и образец под прессом выдавливают из формы.

Образцы можно уплотнять и трамбоваиием.

Навеску смеси для приготовления балочки находят по формуле

где ??ск — объемный вес скелета смеси, г/см3;

W — оптимальная влажность, %;

V — объем балочки, см3.

После изготовления и вплоть до испытании образцы должны твердеть в камере влажного хранения, в эксикаторе над водой или во влажных опилках для предотвращения испарения заданной при уплотнении воды.

2. Определение предела прочности на растяжение при изгибе

Предел прочности на растяжение при изгибе определяют на образцах в водонасыщенном состоянии после твердения их в течение 28 суток во влажных условиях, в случае необходимости испытания проводят и в более поздние сроки после твердения образцов.

Образцы насыщают в спокойной воде в течение двух суток, причем в первые сутки образцы погружают в воду на 1/3 высоты, а во вторые сутки полностью заливают водой. Для предотвращения высыхания образцов во время капиллярного водонасыщения последнее проводят в ванне с водяным затвором.

Образцы на изгиб испытывают, как правило, на гидравлических прессах. Прессы для испытания образцов-балочек на изгиб должны быть оборудованы дополнительными приспособлениями: специальными столами, мостами или траверсами, несущими на себе валковые опоры для балочек, при этом одна из опор должна быть подвижной. Радиус закругления опорных поверхностей валков должен быть в пределах 10—15 мм.

Испытуемый образец помещают на две опоры, расстояние между которыми равно 20 см (рис. 2). Образец на опоры кладут той гранью, которая при уплотнении была вертикальной. Поверхность балочки должна плотно прилегать к опорам по всей ширине.

Рис. 2. Схема испытания балочек на изгиб

Образец нагружают по середине пролета по всей ширине балочки через подкладку под верхнюю подушку пресса три скорости свободного хода поршня 3 мм/мин до разрушения. Величину предела прочности при растяжении при изгибе вычисляют по формуле

где Р — разрушающая нагрузка, кГ;

l — расстояние между опорами, см;

b — ширина балочки, см;

h — высота балочки, см.

Предел прочности на растяжение при изгибе определяют для трех параллельных образцов. После разрушения образцов отбирают среднюю пробу для определения влажности путем высушивания пробы при 105°С до постоянного веса. На половинках балочек можно находить предел прочности при сжатии.

3. Испытания на морозостойкость

(Определение предела прочности на растяжение при изгибе после прохождения заданного числа циклов заморажинания—оттаивания)

Для испытания образцы после твердения в течение 28 суток во влажных условиях насыщают водой, как указывалось выше, и замораживают в камере при температуре —20??С в течение 4 ч. После этого образцы оттаивают в течение 4 ч, погружая и воду комнатной температуры. Такой цикл замораживания—оттаивания повторяют несколько раз в зависимости от климатических условий и назначения конструктивного слоя цементогрунта в дорожной одежде (табл. 4 приложения II “Указаний” СН 25-64).

После окончания испытаний на морозостойкость определяют предел прочности на растяжение при изгибе, как указано выше.

Морозостойкость образцов оценивают отношением, которое должно составлять не менее 0,7.

После разрушения образцов определяют влажность, как описано выше.

Приложение 4

МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ И ХРАНЕНИЕ ДОБАВОК ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Применяемые при комплексном укреплении грунтов цементом различные химические вещества, представленные в основном солями или основаниями легкорастворимых веществ, вводят в обрабатываемые грунты с естественной влажностью менее оптимальной при их обработке цементом в виде раствора различной концентрации.

При добавках химических .веществ в порошкообразном или сыпучем состоянии растворы химических веществ следует приготовлять в открытых емкостях, оборудованных механическими мешалками, загрузочными приспособлениями и насосами для перекачки растворов.

Растворы химических веществ наиболее целесообразно готовить с концентрацией, близкой к максимальной, т. е. близкой к перенасыщенным растворам при температуре в летних условиях +20°С. При работах в условиях пониженных положительных или отрицательных температур концентрация растворов должна быть в соответствии с п. 4.6 настоящих “Технических указаний”.

Растворимость применяемых при комплексном укреплении грунтов химических веществ приведена в таблице.

Растворимость некоторых химических веществ в воде при +20°С

Химическое вещество (безводное)

Растворимость, %

CaCl2

42,7

FеСl3

47,9

FeSO4

21

MgSO4

26,2

К2СО3

52,8

Na2CO3

17,8

NaCl

26,4

NaOH

52,2

Na2SO4

16,1

При приготовлении растворов необходимой концентрации расчет ведут на безводное химическое вещество.

Например, чтобы приготовить раствор хлористого кальция 30 %-ной концентрации, необходимо в 1 л воды растворить 300 г безводного химического вещества.

Растворы готовят следующим образом.

Химическое вещество транспортерами или другим способом подается в порошкообразном, гранулированном или кристаллическом состоянии в растворный узел, где перемешивается принудительным способом с водой.

Для повышения скорости растворения рекомендуется подогревать воду до температуры 30 ?? 50 ??С.

После приготовления раствора обязательно проверяют его концентрацию. Приготовленные растворы химических веществ следует хранить в металлической таре или деревянных чанах.

Затаренные химические вещества хранят на складе, а сухие химические вещества, поступающие на стройку без тары (навалом), — в закрытом помещении.