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


б) переходных и низших типов покрытий при укреплении супесчаных, легко- и тяжелосуглинистых грунтов.

4.2. При проектировании конструкций дорожных одежд с конструктивными слоями из глинистых грунтов, укрепленных цементом и добавками химических веществ, устраиваемых при отрицательных температурах, необходимо руководствоваться пп. 2.3 и 2.4 настоящих “Технических указаний”, а конструкции дорожных одежд назначать по табл. 7.

Таблица 7

Конструкции дорожных одежд с применением слоев из грунтов,

укрепленных цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах

Тип покрытия

Конструктивный слой

Обрабатываемые грунты по дорожно-климатическим зонам

II

III-IV

V

Цементобетонные (монолитные, сборные)

Основание или подстилающий слой

Супеси

Супеси, легкие суглинки

Супеси, легкие суглинки

Асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, а так же покрытия из

Верхний слой основания

??

То же

То же

прочных щебеночных материалов подобранного состава, обработанные в смесителе вязкими битумами или дегтями, укладываемые в два слоя

Нижний слой основания

Супеси, легкие суглинки

??

Супеси, легкие и тяжелые суглинки

Облегченные покрытия из щебеночных и гравийных материалов, обработанных

Верхний слой основания

Супеси

??

Супеси, легкие суглинки

вяжущими, в один или два слоя, а также из холодного асфальтобетона или песчаных, супесчаных и легкосуглинистых грунтов, укрепленных битумной эмульсией с добавкой цемента или извести

Нижний слой основания

Супеси, легкие суглинки

??

Супеси, легкие и тяжелые суглинки

Переходные и низшие покрытия из грунтов и местных слабых минеральных материалов, обработанных жидкими органическими вяжущими или битумной эмульсией с добавками или без добавок извести или цемента

Верхний слой основания или покрытие со слоем износа

Супеси

??

То же

Требования к материалам

Грунты

4.3. Для укрепления глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах (до —10°С) пригодны грунты:

а) супесчаные и легкосуглинистые при укреплении их осенью или весной во II—IV дорожно-климатических зонах;

б) супесчаные, легко- и тяжелосуглинистые при укреплении их осенью, весной или зимой в V дорожно-климатической зоне.

Для укрепления глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ с последующим твердением при отрицательных температурах пригодны супесчаные, легко- и тяжелосуглинистые грунты.

4.4. Глинистые грунты (п. 4.3) могут быть различных генетических типов (пп. 2.5 и 2.6), но рН грунта не должен быть ниже 5. Требования к содержанию гумусовых веществ и засоленности должны соответствовать п. 2.5.

Химические вещества

4.5. При укреплении глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах необходимо применять добавки химических веществ, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смесей и способствующих нормальному протеканию процессов твердения цементогрунта.

При этом условия проведения работ и влажность обрабатываемых грунтов могут быть различными:

работы .могут осуществляться при отрицательных температурах и влажности грунтов менее оптимальной;

при тех же температурах, но влажности грунтов более оптимальной;

при температурах от 0° до +2°С и переувлажненных грунтах с последующим твердением цементогрунтов при отрицательных температурах и т. д.

Для получения требуемых прочностных показателей цементогрунтов добавки химических веществ делят на две группы:

а) добавки химических веществ, понижающие температуру замерзания жидкой фазы смесей, обеспечивающие протекание процессов твердения цементогрунта при отрицательных температурах (до —10°С);

б) добавки химических веществ, обеспечивающие связывание избыточной влажности обрабатываемых цементом глинистых грунтов. При этом влажность грунтов не должна превышать оптимальную более чем на 6 % (п. 1.7).

4.6. В качестве добавок химических веществ, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смесей, применяют следующие соли: хлористый кальций СаСl2, хлористый натрий NaCl или их смесь, а также углекислый калий K2CO3.

Таблица 8

Температура замерзания солевых растворов в зависимости от их удельного веса

Удельный вес раствора

Температура замерзания

раствора, ??С

Содержание безводных солей

в 1 л раствора, кг

при +15°С

CaCl2

NaCl

K2CO3

СаСl2

NaCl

K2CO3

1,01

—0,6

—0,9

—1,9

0,013

0,015

0,05

1,06

—3,7

—5,4

—3,2

0,075

0,088

0,010

1,08

??5,2

—7,5

0,102

0,119

1,10

—7,1

—9,8

—6,0

0,125

0,149

0,17

1,13

—10,2

—13,6

—11,15

0,165

0,198

0,19

1,14

—11,4

—15,1

??

0,180

0,214

??

1,17

—15,7

—21,2

0,221

0,263

Таблица 9

Концентрация растворов солей,

вводимых в цементогрунтовую смесь

Температура воздуха, ??С

Концентрация растворов солей

0 ?? ??5

2 % СаСl2 + 3 % NaCl

—5 ?? —7

3 % CaCl2 + 4 % NaCl

—7 ?? —10

3 % СаСl2 + 7 % NaCl

Количество добавок солей назначают по табл. 8 в зависимости от предполагаемой отрицательной температуры в период проведения работ и последующего твердения цементогрунта.

При применении смешанных растворов солей CaCl2 + NaCl их количество назначают то табл. 9.

4.7. В качестве водосвязывающих добавок химических веществ используют следующие химические вещества: молотую негашеную или негашеную гидрофобную известь СаО, гидратную известь Са (ОН)2, полуводный гипс CaSO4 ?? 0,5H2O либо сернокислые соли железа или магния FeSO4, MgSO4. Водосвязывающие добавки химических веществ выбирают по приложению 1 настоящих “Технических указаний”.

4.8. Применяемые добавки химических веществ (пп. 4.6 и 4.7) при укреплении цементом глинистых грунтов при отрицательных температурах должны удовлетворять требованиям ГОСТов (п. 2.11), а их количество не должно превышать: 1—1,5 % — для понижения температуры замерзания жидкой фазы смеси и 3—4 % — для связывания избыточной влажности обрабатываемых грунтов.

Окончательное количество добавок химических веществ необходимо устанавливать только на основе результатов лабораторных исследований, в соответствии с приложением II “Указаний” СН 25-64.

4.9. При укреплении глинистых грунтов цементом при отрицательных температурах и влажности грунтов менее оптимальной применяют добавки химических веществ (п. 4.6). В зависимости от свойств обрабатываемых грунтов (их химико-минералогического состава, рН среды, засоленности и др.) дополнительно вводят добавки (см. приложение 1) других химических веществ, улучшающие структурно-механические свойства цементогрунта.

4.10. При укреплении глинистых грунтов цементом при отрицательных температурах и влажности грунтов более оптимальной для нормальных условий твердения цементогрунта, наряду с добавками химических веществ, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смесей, применяют водосвязывающие добавки химических веществ в виде молотой негашеной или негашеной гидрофобной извести СаО, гидратной извести Ca (OH)2, полуводного гипса CaSO4 ?? 0,5 H2O либо сернокислых солей железа или магния FeSO4, MgSO4. Эти добавки химических веществ распределяют в грунт перед введением добавок химических веществ, понижающих температуру замерзания жидкой фазы смесей.

4.11. При укреплении цементом переувлажненных глинистых грунтов осенью при пониженных положительных температурах от 0° до +2°С и последующем твердении цементогрунта при отрицательных температурах (до —10??С) выполняют мероприятия, указанные в п. 4.10.

При проведении работ весной при пониженных положительных температурах и повышенной влажности грунтов дополнительно вводить добавки солей не следует, так как водосвязывающие добавки сами способствуют твердению цементогрунта в начальный период при пониженных положительных температурах, и последующее твердение цементогрунта будет происходить при положительных температурах. Необходимые водосвязывающие химические вещества назначают также по приложению 1 настоящих “Технических указаний”.

Технология производства работ

4.12. Глинистые грунты укрепляют цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах на участках дорог, где модностью закончено устройство земляного полотна, обеспечены надлежащий водоотвод и требуемая плотность грунтов земляного полотна (под слоем обрабатываемого грунта) в соответствии с требованиями СНиП II-Д.5-62 и “Инструкции” ВСН 97-63, до наступления отрицательных температур.

4.13. Грунт, предназначенный для обработки цементом, нужно вывозить заблаговременно на участки (до наступления отрицательных температур), планировать его и уплотнять до плотности 0,80—0,86 от максимальной стандартной плотности (п. 1.18).

Движение транспорта по этому слою запрещается.

4.14. Работы по укреплению глинистых грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах должны проводить специализированные отряды грунтосмесительных машин с комплексной механизацией всех технологических операций (п. 1.3). Состав отряда машин для указанных работ принимают такой же, как и при укреплении. грунтов цементом и добавками отдельных химических веществ по табл. 3 и 4. Сменную захватку назначают с учетом производительности ведущих грунтосмесительных машин, но не более 100—120 м.

4.15. Технологию производства работ с применением грунтосмесительных машин (Д-391 или дорожной фрезы Д-530) выполняют в соответствии с “Указаниями” СН 25-64. Добавки химических веществ вводят в грунт в виде растворов при оптимальном увлажнении смеси через дозировочные устройства грунтосмесительных машин.

4.16. Готовую цементогрунтовую смесь раскладывают автогрейдером и тщательно уплотняют до максимальной стандартной плотности пневмокатками. Уплотнение слоя должно быть закопчено не позднее 2—3 ч после введения добавок химических веществ. Примерная технологическая схема производства работ при отрицательных, температурах приведена в табл. 9 приложения 2.

4.17. С целью сохранить оптимальную влажность в слое цементогрунта и обеспечить протекание в нем процессов твердения ухаживают за уплотненным слоем цементогрунта (п. 2.30), распределяя слой песка толщиной 5—8 см в соответствии с п. 4.9.

Движение транспорта по слою грунта при отрицательных температурах разрешается не ранее чем через 20—25 суток. В период оттепелей и весеннего оттаивания движение транспорта запрещается.

4.18. Весной участки, построенные в неблагоприятных природных условиях, подлежат тщательному осмотру. Перед осмотром участки очищают автогрейдером от песчаного слоя, затем устанавливают повреждения и быстро их исправляют, после этого устраивают верхние слои основания или покрытия.

4.19. Глинистые грунты укрепляют цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах и повышенной влажности обрабатываемых грунтов специализированные отряды грунтосмесительных машин.

Состав отряда назначают по табл. 10. При выполнении работ отрядом с ведущей машиной — грунтосмесителем Д-391 в комплект дополнительно включают распределитель цемента Д-343Б для введения водосвязывающих добавок и дорожную фрезу Д-530 для последующего перемешивания грунта с водосвязывающими добавками.

Водосвязывающие добавки вводят перед внесением в грунт химических реагентов, обеспечивающих понижение температуры замерзания жидкой фазы смесей (CaCl2, NaCl, К2СО3).

4.20. Для обеспечения оптимальной влажности смеси химические вещества, понижающие температуру замерзания жидкой фазы смесей, вводят в грунт в сухом порошкообразном, гранулированном или кристаллическом состоянии с помощью сельскохозяйственных машин — распределителей удобрений, которые равномерно распределяют в грунте химические добавки. Количество добавок назначают в пределах 0,5— 1,5 % по весу смеси (п. 1.8).

Таблица 10

Состав отряда машин для укрепления грунтов цементом и добавками химических веществ при отрицательных температурах и повышенной влажности грунтов

Машины

Количество машин в отряде

при ведущей машине

фрезе Д-530

грунтосмесителе

Д-391

Грунтосмеситель Д-391 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

??

1

Дорожная фреза Д-530 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1

Распределитель цемента Д-343Б . . . . . . . . . . .

1

1

Автоцементовоз С-853 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3??4

3—4

Автогрейдер Д-593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1

Распределитель удобрений (для внесения сыпучих химических веществ) . . . . . . . . . . . .

1

1

Самоходный каток на пневмошинах Д-627 или Д-551 либо прицепной каюк ДСК-1 с тягачом на пневмоколесах . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1

Передвижная емкость для вяжущего (при дальности возки свыше 25 км), Т . . . . . . . . . .

50—75

50—75