ВСН 55-69. Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

 

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ ПЛОТНОСТИ И КОНТРОЛЮ ЗА УПЛОТНЕНИЕМ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

ВСН 55-69

МИНТРАНССТРОЙ CССP

Утверждена Министерством транспортного строительства СССР 12 марта 1969 г.

ОРГТРАНССТРОЙ

МОСКВА 1969

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог» обязательна для всех организаций Министерства транспортного строительства СССР, занимающихся строительством и ремонтом автомобильных дорог.

В «Инструкции» даны указания по обследованию в резервах мелкозернистых грунтов, не содержащих крупных частиц (размером более 5 мм), грунтов с большим содержанием крупных частиц (до 30 %) и каменных материалов, из которых возводятся насыпи, по испытанию характерных образцов материалов в лаборатории, а также по назначению требуемой плотности земляного полотна. Кроме того, в «Инструкции» приведены рекомендации по организации и проведению полевого контроля за уплотнением грунтов и способы, с помощью которых может быть достигнута требуемая плотность.

Настоящая «Инструкция» (вторая редакция «Инструкции» ВСН 55-61) разработана Ленинградским филиалом Государственного всесоюзного дорожного научно-исследовательского института Союздорнии на основе проведенных исследований и учета опыта строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Ее составители - канд. техн. наук Ю.М. Васильев и инж. А.С. Еремина.

Замечания и предложения по «Инструкции» просьба направлять по адресу: Московская область, Балашиха-6, Союздорнии или г. Ленинград, Д-65, ул. Герцена, 19, Ленфилиал Союздорнии.

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

ВСН 55-69

Инструкция по определению требуемой плотности и контролю уплотнения земляного полотна автомобильных дорог

Минтрансстрой СССР

Взамен «Инструкции по определению требуемой плотности и контролю уплотнения земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 55-61

 

Внесена Государственным всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии)

Утверждена заместителем министра транспортного строительства СССР 12 марта 1969 г.

Срок введения - 1 августа 1969 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Одно из основных требований при строительстве автомобильных дорог - возведение устойчивого земляного полотна.

При этом важное значение приобретает правильное проведение работ по искусственному уплотнению грунтов или других материалов, из которых возводится земляное полотно. Недостаточное уплотнение приводит к деформациям земляного полотна, вследствие чего нарушается ровность покрытия и могут разрушаться дорожная одежда и насыпи.

Для обеспечения надлежащего качества работ при возведении земляного полотна должен быть организован технический контроль за проведением операций по искусственному уплотнению.

1.2. Технический контроль за уплотнением земляного полотна включает:

а) обследование (до начала земляных работ) проектируемых резервов и лабораторные испытания образцов грунтов и других материалов, предназначаемых для возведения земляного полотна;

б) текущий полевой контроль за уплотнением в процессе устройства земляного полотна.

1.3. Обследование резервов выполняет проектная организация.

1.4. Текущий полевой контроль выполняют лаборатории строительных организаций. В случае необходимости лаборатории строительных организаций дополнительно обследуют резервы, требующие уточнений или ранее не обследованные проектными организациями.

2. ОБСЛЕДОВАНИЕ РЕЗЕРВОВ

2.1. Грунты и другие материалы в резервах (карьерах, выемках) обследуют в процессе изыскательских работ и рабочего проектирования шурфованием или бурением. Количество шурфов или буровых скважин устанавливают в зависимости от сложности грунтового профиля. Ориентировочно в сравнительно однородных грунтах на каждые 5000 м3 грунта, отсыпаемого в насыпь, закладывается одна выработка. При разнородных грунтах количество шурфов увеличивают (один на каждые 1500 - 2000 м3 грунта).

Обследование проводят на глубину проектируемой разработки.

На основе визуального осмотра из грунтов в шурфах или выбуренных кернов отбирают характерные образцы весом 3 - 3,5 кг для исследования в лаборатории. Каждый образец, отправляемый в лабораторию, должен быть снабжен паспортом с указанием места и даты взятия пробы и мощности данного слоя грунта.

Для подбора составов смесей и проведения лабораторных испытаний грунтов, предназначенных для обработки вяжущими, отбирают средние пробы весом 40 - 60 кг при мелкозернистых грунтах и 80 - 100 кг - крупнообломочных.

При обследовании резервов определяют естественную плотность и влажность грунтов и материалов. Характерные образцы подвергают испытанию для определения состава материалов, вида грунта, его оптимальной влажности и требуемой плотности, а также группы и класса каменных материалов. По данным близрасположенных метеостанций составляют график изменения влажности грунтов (почвы) в районе трассы в течение строительного сезона.

2.2. Резервы, и особенно карьеры, дополнительно обследуют как перед началом, так и в процессе выполнения земляных работ. Подобные обследования необходимы при разработке грунтов, содержащих частицы крупнее 5 мм, и слабых каменных (прочность ниже 4 класса) пород, предназначенных для возведения земляного полотна. При этом должны быть установлены гранулометрический (агрегатный) состав разрабатываемых пород, их естественная плотность и влажность, структурные особенности, характер напластования и т.п.

3. ТРЕБУЕМАЯ ПЛОТНОСТЬ И ВЛАЖНОСТЬ

3.1. Требуемую плотность ск 0 назначают по максимальной стандартной плотности, установленной методом стандартного уплотнения в приборе Союздорнии (приложение 1), и по заданному коэффициенту уплотнения K.

для мелкозернистых грунтов

ск 0 = K??ск max;                                                          (1)

для грунтов с включениями частиц крупнее 5 мм (до 30 %)

ск 0 = K??ск max;                                                         (2)

Величину минимально допустимого коэффициента K назначают при проектировании земляного полотна в зависимости от дорожно-климатической зоны, категории дороги и расположения слоя грунта по высоте насыпи (табл. 1).

Понижение величины минимального коэффициента уплотнения допускается не более чем в 10 % случаев и не должно превышать по абсолютной величине 0,04. Разница между значениями коэффициента уплотнения по поперечному сечению в верхнем слое земляного полотна для дорог с капитальными покрытиями не должна превышать 0,02 и при других типах покрытий - 0,04.

3.2. При наличии в карьере нескольких слоев характерных разновидностей грунта, когда разработка карьера ведется экскаваторами, за требуемую плотность принимают среднее значение плотностей, определенных для каждого из них:

                                        (3)

где ??ск 1 ... ??ск n - требуемые плотности грунтов (материалов) в отдельных слоях, г/см3;

h1 ... hn - толщины слоев, см.

В случае систематических отклонений плотности грунта, достигаемой при уплотнении в насыпи, от требуемой на 0,06 г/см3 или более (как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения) следует уточнить требуемую плотность, проведя стандартное уплотнение грунта, взятого из насыпи в месте отбора проб.

3.3. Требуемые плотности при возведении земляного полотна из грунтов с содержанием частиц крупнее 5 мм более 30 % (гравелистых, щебенистых и т.п.), а также при возведении земляного полотна из слабых каменных материалов (известняки, мергели, сланцы, отходы горнодобывающей промышленности и т.п.) устанавливают пробным уплотнением машинами тяжелого типа. Получаемую в этом случае максимальную плотность грунта или каменного материала при наиболее эффективном режиме работы уплотняющих машин (см. п. 4.15) принимают за требуемую.

Таблица 1

Значение минимального требуемого коэффициента уплотнения

Виды земляного сооружения

Часть земляного полотна

Глубина расположения слоя от поверхности покрытия, м

Усовершенствованные покрытия капитального типа

Покрытия усовершенствованные, облегченные и переходного типа

Дорожно-климатические зоны

II - III

IV - V

II - III

IV - V

Насыпи

Верхняя

До 1,5

1-0,98

0,98 - 0,95

0,98 - 0,95

0,95

Нижняя неподтапливаемая

1,5 - 6

0,95

0,95

0,95

0,95 - 0,9

Более 6

0,98

Нижняя подтапливаемая

1,5 - 6

0,98 - 0,95

0,95

0,95

0,95

Более 6

0,98

0,98

Выемки, нулевые места и естественные основания под низкие насыпи

В зоне промерзания

До 1,2*

1 - 0,98

0,98 - 0,95

0,98 - 0,95

0,95

Ниже зоны промерзания

До 1,2*

0,95

0,95 - 0,92

0,95 - 0,92

0,9

* В IV - V зонах принимается равной 0,8 м.

Примечания. 1. Большие значения коэффициента уплотнения принимаются при цементобетонных и цементогрунтовых покрытиях и основаниях, а также при усовершенствованных облегченных покрытиях.

2. В IV - V дорожно-климатических зонах может оказаться целесообразным более значительное уплотнение верхних слоев земляного полотна с тем, чтобы использовать их как нижние конструктивные слои дорожного покрытия.

Кроме того, если окажется возможным, необходимо установить плотности устойчивых насыпей, возведенных из аналогичных материалов и находящихся в эксплуатации не менее трех лет. Для этого обследуют не менее двух-трех насыпей и определяют объемные веса скелета грунта на глубине не менее 1,0 - 1,5 м от поверхности земляного полотна в шурфах у кромки проезжей части. Полученные значения объемных весов скелета грунта принимают за требуемую плотность при возведении насыпей из подобных же материалов. Плотность грунтов, полученная при пробной укатке, не должна быть меньше установленной при обследовании существующих насыпей.

При устройстве насыпей из каменных материалов 1 - 4 класса требования к их плотности не устанавливают, однако должны соблюдаться общие правила возведения насыпей (послойная их отсыпка и уплотнение машинами трамбующего или вибрационного действия).

3.4. Рекомендуется уплотнять связные грунты (суглинистые и глинистые) при оптимальной влажности или при влажности в пределах 0,9 - 1,1W0, когда эффект уплотнения наилучший.

Малосвязные и несвязные грунты (супеси и пески) эффективно уплотнять при влажности в пределах 0,8 - 1,2W0. При одноразмерных песках минимальное значение влажности составляет 6 - 8 %, так как в противном случае уплотнение песков окажется весьма затруднительным.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ЗА УПЛОТНЕНИЕМ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

4.1. Текущий контроль за уплотнением земляного полотна (табл. 2) осуществляют полевые лаборатории при дорожно-строительных подразделениях, а также контрольные посты при машинно-дорожных отрядах, работающие под общим руководством центральной лаборатории треста или управления.

Полевые лаборатории обслуживают в среднем 3 - 6 объектов, на которых выполняется в смену до 8 - 10 тыс. м3 земляных работ.

Контрольные посты создаются при каждом машинно-дорожном отряде (экскаваторном, скреперном и т.п.), выполняющем в смену до 2 - 3 тыс. м3 земляных работ.

4.2. Контрольные посты ежедневно следят за отсыпкой грунта и работой уплотняющих машин, а также с помощью имеющегося оборудования (приложение 3) отбирают пробы грунта для определения плотности прибором Ковалева. Полученные значения плотностей сопоставляют с требуемыми.

При контроле за качеством уплотнения грунтов с включениями гравелистых частиц, а также в зимних условиях, когда применение прибора Ковалева невозможно, определение плотности грунта осуществляют методом лунок или методом парафинирования (см. приложение 1) с отбором образцов мерзлого грунта.

Таблица 2

Перечень основных работ, выполняемых при текущем контроле за уплотнением земляного полотна

Контролирующие подразделения

Выполняемые работы

Техническая документация (приложение 2)

Контрольный пост

Послойно определяет плотность грунтов насыпей в процессе их возведения

Проводит наблюдения:

за послойной отсыпкой грунта по всей ширине насыпи,

оптимальной толщиной уплотняемого слоя,

числом проходов (ударов) грунтоуплотняющей машины по одному месту,

влажностью грунта при его уплотнении

Форма 3

Полевая лаборатория

Дополнительно обследует резервы (совместно с центральной лабораторией)

Форма 1

Устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин - пробное уплотнение (совместно с центральной лабораторией)

Форма 2

Контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с центральной лабораторией)

Форма 3

Определяет коэффициент относительного уплотнения

Форма 4

Определяет физико-механические свойства грунтов резервов, в том числе коэффициент неоднородности песка (факультативно) совместно с центральной лабораторией

Форма 1

Центральная лаборатория

Определяет оптимальную влажность и максимальную плотность характерных грунтов в резервах (карьерах); устанавливает рациональный режим работы уплотняющих машин и контролирует определение плотности грунта в земляном полотне (совместно с полевой лабораторией); осуществляет методическое руководство и контроль за деятельностью подведомственных лабораторий и контрольных постов, инструктирует работников лабораторий; содействует обеспечению полевых лабораторий необходимым оборудованием и следит за исправностью контрольных и измерительных приборов