§ 393. Уплотнение кулачковыми катками эффективно в том случае, когда грунты в начале уплотнения достаточно рыхлы. Не следует применять кулачковые катки для доуплотнения уже сравнительно плотных грунтов и особенно при недостаточной их влажности. Рекомендуются следующие оптимальные расчетные удельные давления на опорную поверхность кулачков (кг/см2):
Оптимальные удельные
давления, кг/см2
Легкие и средние суглинки (в том числе пылеватые) 10 - 20
Средние и частично тяжелые суглинки 20 - 40
Тяжелые суглинки, тяжелые пылеватые суглинки и
глинистые грунты 40 - 60
Постепенное повышение удельных давлений является одним из основных правил при уплотнении связных грунтов, обеспечивающее получение плотной и прочной структуры грунта. Указанные значения удельных давлений относятся к грунтам оптимальной влажности.
Рис. 76. Схема укатки насыпи самоходным катком на пневматических шинах:
1 - 10 - последовательность проходов
Рис. 77. Схема работы прицепного катка на пневматических шинах:
1 - 10 - последовательность проходов
§ 394. Для увеличения эффекта уплотнения кулачковые катки рекомендуется применять в сцепе с катками на пневматических шинах и катками с гладкими вальцами, благодаря чему верхняя часть уплотняемого слоя, разрыхленная кулачками, уплотняется и заглаживается, создавая более жесткое подстилающее основание для следующего слоя грунта.
§ 395. Уплотнение прицепными катками (кулачковыми и на пневматических шинах) на насыпях шириной 10 м и более выполняют круговыми проходами по рабочей захватке (рисунки 75, 76). Первые круговые проходки начинают на расстоянии 2 - 2,5 м от бровки насыпи для предотвращения возможности обрушения откоса и сползания катка под откос (рис. 77). Затем последующими проходками, смещаясь за каждый проход на 1/3 ширины катка, уплотняют упорные полосы по краям насыпи. После этого укатку продолжают круговыми проходами с перемещением полос уплотнения от краев насыпи к ее оси с перекрытием каждого прохода на 1/3 - 1/4 ширины катка. Для предотвращения обрушения откоса и сползания катков под откос во время прохода вблизи бровки насыпи кромка вальца катка не должна быть ближе 0,3 м от бровки.
§ 396. Для работы прицепных катков необходимо подготавливать участок отсыпанного слоя длиной не менее 200 м по всей ширине насыпи. Увеличение фронта укатки повышает производительность работы прицепных катков. Однако при увеличении длины участка, подготавливаемого под укатку, следует учитывать, что в сухую и жаркую погоду происходит интенсивная потеря влажности грунтом.
Уплотнение вибрационными машинами
§ 397. Вибрирование применяют для уплотнения несвязных и малосвязных грунтов, не содержащих глинистых фракций более 5 - 6 %.
§ 398. Перечень машин, рекомендуемых для уплотнения несвязных грунтов вибрированием, приведен в главе 5 (см. табл. 12). Прицепными виброкатками с величиной возмущающей силы от 5 до 10 т следует уплотнять грунты толщиной слоя 0,4 - 0,5 м при 3 - 4 проходах по одному следу. Влажность песчаных грунтов при уплотнении виброкатками должна быть в зависимости от их гранулометрического состава в пределах 3 - 10 %.
Рис. 78. Схема уплотнения грунта виброкатком челночным способом
Если вблизи трассы расположены водоемы, то экономически выгодно искусственно увлажнять несвязный грунт до влажности, превышающей оптимальную (до 1,2 Wо). При этом можно увеличить толщину уплотняемого слоя на 30 - 50 % по сравнению с тем значением, которое соответствует грунту оптимальной влажности, а также получать плотности, превышающие максимальные значения при стандартном уплотнении.
Рис. 79. Схема уплотнения грунта виброкатком по замкнутому кругу
§ 399. Прицепными виброкатками с величиной возмущающей силы от 18 до 28 т можно уплотнять песчаные грунты на глубину до 1,5 м.
Виброкаток работает челночным способом (рис. 78) или по круговой схеме движения (рис. 79). Количество проходов по одному следу при влажности грунта 4 - 8 % в летних условиях составляет ориентировочно:
Толщина слоя грунта, м 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50
Количество проходов по одному следу 2 3 4 5 6
§ 400. Самопередвигающиеся вибромашины целесообразно применять при уплотнении несвязных грунтов, отсыпаемых слоями значительной толщины (до 0,7 - 0,8 м), на прямолинейных участках небольшой длины захватками в пределах 50 - 100 м с продольными уклонами земляного полотна не более 100 ‰ и поперечными уклонами не более 50 ‰. Наилучшее уплотнение достигается при влажности грунта 10 - 15 %.
С повышением влажности крупнозернистых песков требуемая плотность их может быть достигнута при уменьшенном числе проходов виброкатка или при уменьшении продолжительности вибрирования виброплитой самопередвигающейся машины.
§ 401. Наибольший эффект уплотнения несвязных грунтов вибрационными машинами достигается при влажности грунта, равной 1,1 - 1,2 от оптимальной для уплотнения катками, но в этом случае должен быть обеспечен хороший отвод воды с поверхности уплотняемого слоя. Если сток воды отсутствует, избыточное увлажнение недопустимо.
Уплотнение грунта в стесненных условиях и на откосах
§ 402. Особо тщательно следует уплотнять грунт у искусственных сооружений (подходы к мостам и трубам, засыпки за устоями мостов). Грунт должен быть отсыпан горизонтальными слоями, толщину которых назначают в зависимости от типа уплотняющих машин. Для уплотнения грунта трамбованием в стесненных условиях и при небольших объемах работ применяют ручные механизированные инструменты - электрические, пневматические и мототрамбовки. Чтобы предотвратить повреждение труб от ударного действия трамбующего инструмента, слой грунта над трубой, предварительно уплотненный другими средствами, должен быть не менее 0,5 м.
§ 403. При уплотнении высоких насыпей вблизи примыкания к устоям мостов, на транспортных развязках, в местах уширений и при устройстве съездов и переездов рекомендуется применять механическую трамбовку со свободно падающими грузами, смонтированную на гусеничном тракторе. Такая трамбовка удобна для уплотнения в стесненных условиях при отсыпке слоями большой толщины.
§ 404. Для уплотнения откосов земляного полотна могут быть применены катки и трамбовки, смонтированные в качестве навесного оборудования к тяжелым автомобильным кранам или кранам-экскаваторам. Наиболее простым оборудованием является вальцовая трамбовка в виде гладкого катка весом 2,4 т, подвешенная к стреле экскаватора-драглайна, движущегося вдоль бровки насыпи (рис. 80). Вес вальцовой трамбовки регулируют при помощи балласта, заполняющего валец. Удары вальцовой трамбовкой по уплотняемому откосу необходимо направлять так, чтобы они приходились нормально поверхности откоса. Чтобы получить равномерное уплотнение, высота падения трамбовки должна быть все время одинаковой. Заглаживают поверхность откоса, отпуская валец вниз по откосу под действием собственного веса. Способ уплотнения откоса вальцовой трамбовкой применим при высоте насыпи до 4,5 м.
§ 405. При насыпях и выемках до 6,0 м откосы могут быть уплотнены пневматической трамбовкой в виде молота, движущегося по специальной стреле экскаватора (рис. 81).
Рис. 80. Схема уплотнения откосов насыпи вальцовой трамбовкой
Рис. 81. Схема уплотнения откосов экскаватором, оборудованным уплотняющей плитой:
1 - молот; 2 - направляющая молота; 3 - плита
§ 406. При высоте насыпи от 2 до 10 м откосы уплотняют одновальцовым вибрационным катком, подвесным к стреле экскаватора-драглайна (рис. 82). В зависимости от размеров земляного полотна вибрационные катки могут быть подвешены к самоходными стреловым кранам разных типов, дополнительно оборудованных генератором для питания электровибраторов. Уплотняют откосы виброкатками снизу вверх, поднимая каток подтяжным тросом.
Рис. 82. Схема уплотнения откосов насыпи виброкатком, подвешенным к стреле экскаватора:
1 - цилиндрический каток; 2 - вибратор; 3 - трос для подтяжки катка; 4 - «наводка» экскаватора; 5 - гибкий кабель; 6 - трос
Особые способы уплотнения
§ 407. В тех случаях, когда земляное полотно из несвязных грунтов не может быть отсыпано послойно (при пересечении болот, глубоких обрывистых оврагов и т.п.), а также при необходимости дополнительного уплотнения насыпей, возводимых способом гидромеханизации (глава 8), может быть применен способ гидровиброуплотнения, т.е. совместное действие воды и вибрации, приводящее песок в состояние высокой плотности.
§ 408. Общая схема работы гидровибрационной установки при уплотнении несвязных грунтов представлена на рис. 83. Уплотнение песка достигается при помощи глубинного вибратора (вибробулавы), через центральную полость которого подается вода под давлением 2 - 4 атм в количестве 40 - 50 л на 1 м3 несвязного грунта.
§ 409. Гидровиброуплотнение грунта начинают от повышенной точки продольного профиля и идут сверху вниз. Вибрирование и подачу воды надлежит начинать с нижних слоев грунта, постепенно поднимая вибратор и иглу.
Рис. 83. Схема гидровибрационной установки для уплотнения несвязных грунтов:
1 - гидровибратор; 2 - насосная установка; 3 - передвижная электростанция
Гидровиброуплотнение грунта, засыпанного в пазухи между стенками траншей и трубами, выполняют лишь после засыпки траншей в уровень с шелыгой трубы.
§ 410. После расположения гидровиброуплотняющего подвесного рабочего органа над намеченным местом включают вибратор, пускают воду в водяную иглу и начинают опускать рабочий орган, который погружается в грунт под действием собственного веса. По достижении требуемой глубины задерживают вибратор на 15 сек., после чего начинают медленно поднимать. После извлечения рабочего органа из грунта подачу воды следует прекратить, вибратор отключить и передвинуть агрегат на новую позицию. Гидровиброуплотнение не требует послойной отсыпки и разравнивания грунта.
§ 411. Воронки, остающиеся на поверхности насыпи после удаления гидровибратора из уплотненного грунта, должны быть засыпаны тем же грунтом и уплотнены.
§ 412. При устройстве выемок на макропористых просадочных (лёссовых) маловлажных и очень влажных грунтах применяют глубинное уплотнение (при толщине слоя макропористого просадочного грунта от 4 до 16 м); глубинное уплотнение осуществляют за счет вытеснения грунта в стороны при устройстве скважин тем или иным способом в уплотняемой толще. Полученные скважины засыпают грунтом с послойным уплотнением для сохранения нового состояния плотности грунта (грунтовые сваи). Способ глубинного уплотнения выбирают в зависимости от местных условий и имеющихся в наличии технических средств. Работы организуют в соответствии с Инструкцией по глубинному уплотнению макропористых просадочных (лёссовых) грунтов (СН 33-58, Госстройиздат, М., 1959).
§ 413. Набивка скважин осуществляется грунтовым материалом, представляющим собой местные глинистые грунты (супеси, суглинки). Применение дренирующих материалов (песка, шлака и т.п.) не допускается.
§ 4.14. Указания по применению способа уплотнения насыпей на болотах глубинными взрывами приведены в главе 13 настоящей Инструкции.
Глава 11
ПЛАНИРОВОЧНЫЕ, ОТДЕЛОЧНЫЕ И УКРЕПИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Планировочные работы
§ 415. Планировочные работы должны выполняться в общем технологическом потоке возведения земляного полотна послойно на каждой рабочей захватке основных землеройно-транспортных машин.
§ 416. Насыпи отсыпают с запасом грунта на откосах 5 - 10 см, а откосы выемок не добирают на 10 - 15 см для того, чтобы при планировке приходилось делать лишь срезки, но не присыпки. В случае россыпи растительной земли по откосу запас 5 - 10 см на планировку не делать.
§ 417. Перед началом планировки тщательно проверяют и восстанавливают положение оси и бровок земляного полотна в плане на прямых, переходных и основных кривых, а также в продольном профиле.
§ 418. Планировку поверхности земляного полотна автогрейдером при захватках длиной 400 - 500 м и более ведут по круговой схеме с рабочими ходами в обоих направлениях и с разворотами в обоих концах рабочей захватки.
При более коротких захватках рекомендуется работать автогрейдером по «челночной» схеме с разворотом на концах захватки только одного отвала на 180°; причем если длина захватки менее 150 - 200 м, то целесообразно работать по челночной схеме без разворотов отвала. В этом случае задний холостой ход следует выполнять на более высокой скорости.
§ 419. При планировочных работах с частичным зарезанием и перемещением грунта рекомендуется устанавливать отвалы автогрейдера под углом захвата 50 - 55°, а при разравнивании - 75 - 90°.
§ 420. При больших площадях планировки и сравнительно небольших неровностях планируемой поверхности в целях увеличения производительности автогрейдера целесообразно применять удлинители отвала грейдера (рис. 84).
§ 421. Для планировки откосов насыпей высотой до 2 м и такой же глубины выемок рекомендуется использовать двухосные автогрейдеры со всеми ведущими и поворотными колесами; можно использовать также откосники навесного типа на гусеничные тракторы (рис. 85) и бульдозеры с дополнительными откосопланировщиками. В условиях равнинного рельефа целесообразно применять комплексный агрегат - бульдозер с откосопланировщиком в сцепе с прицепным грейдером. Таким агрегатом за каждый проход одновременно планируют откос земляного полотна или резерва и дно резерва.
Рис. 84. Удлинитель отвала грейдера:
а - вид сзади; б - вид сверху;
1 - отвал автогрейдера; 2 - удлинитель; 3 - угольник; 4 - палец
§ 422. Откосы насыпей высотой 2,5 - 3,5 м планируют в два этапа - вначале верхнюю часть откоса проходами трактора по верху насыпи с опущенным вниз откосопланировщиком. Затем планируют нижнюю часть откоса проходами трактора по подошве насыпи с поднятым откосопланировщиком. При работе сверху насыпи трактор с планировщиком должен передвигаться на первой скорости круговыми проходами на захватке, выполняя планировку откосов с обеих сторон насыпи.
