Во II дорожно-климатической зоне (зона избыточного увлажнения) при высоте насыпей более 6 м следует устраивать погребенный водонепроницаемый экран из вязкого битума.
Сборные решетчатые конструкции целесообразно применять вместо защитных слоев, когда дальность возки грунтов более 10 - 15 км. Кроме того, решетчатые конструкции целесообразно использовать для укрепления откосов насыпей высотой более 3 м при их максимальной крутизне, рекомендованной СНиП II-Д.5-72, а также в стесненных условиях.
3.3. Для откосов выемок биологическая защита определяется мощностью слоя делювиальной части вскрыши, которая должна составлять не менее 1/3 глубины выемки. Гидропосев трав необходимо осуществлять непосредственно по грунту делювиального слоя. Рекомендуется применять семена местных вьющихся растений, которые после прорастания свешиваются сверху вниз и закрывают скальные легковыветривающиеся породы от чрезмерного увлажнения и высушивания.
3.4. Область применения конструкций укрепления, выполняемых методом пневмонабрызга, устанавливают путем сопоставления с мероприятиями, дающими аналогичный эффект с точки зрения обеспечения безопасности движения поездов и автомобильного транспорта, обеспечения местной устойчивости, обосновывая принятые решения технико-экономическим сравнением вариантов.
Такие конструкции целесообразно применять для укрепления откосов выемок глубиной от 5 до 20 м при интенсивности выветривания не менее 2 мм/сутки.
3.5. В зависимости от состояния укрепляемой скальной поверхности и наличия соответствующего оборудования выбирают конструкцию и технологию метода пневмонабрызга:
пневмобетон и аэроцем - при относительно ровной и пологой поверхности откосов, когда возможно создание защитного покрытия минимальной толщины;
торкрет и шприц-бетон - при «рваной» и крутой (вплоть до вертикальной) поверхности откосов, вероятности образования вывалов, наличии углублений и т.п., когда общая толщина защитного покрытия может достигать в отдельных местах 15 - 20 см.
Конструкции укрепления, устраиваемые сухим способом, целесообразно применять, когда требуется немедленная защита и необходима высокая производительность.
3.6. Для комбинированных конструкций широко используют местные материалы, создавая основной слой покрытия из торкрета или шприц-бетона (цемент: заполнитель 1:5 ÷ 1:7), а замыкающий слой износа - из аэроцема минимальной толщины.
3.7. Облегченные и средние типы конструкций, выполняемые пневмонабрызгом, рекомендуются при вероятности развития осыпей, а усиленные и мощные - при вывалах, а также при необходимости увеличить крутизну откоса выемки до максимально возможной (по оценке на общую устойчивость).
4. Требования к материалам и проектирование составов смесей
4.1. Для приготовления сухих смесей и растворов в зависимости от агрессивности выклинивающихся на откос подземных вод рекомендуется применять цементы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178-62* (табл. 4).
Таблица 4
|
Характеристика укрепляемого откоса |
Вид цемента |
Марка цемента, не менее |
|
Отсутствие горизонтов подземных вод |
Портландцемент |
400 |
|
Фильтрация воды с углекислой агрессией |
Пуццолановый портландцемент |
300 |
|
Фильтрация воды с сульфатной агрессией |
Сульфатостойкий портландцемент |
300 |
Для производства укрепительных работ при отрицательной температуре целесообразно использовать алитовые и низкоалюминатные портландцементы с содержанием трехкальциевого алюмината не более 6 %.
4.2. Заполнители (щебень, гравий, песок) входящие в состав сухих смесей и растворов, должны удовлетворять требованиям СНиП 1-В.1-62, а также ГОСТ 8268-74, ГОСТ 8267-64* и ГОСТ 10268-70*. Крупность заполнителя не должна превышать размеров, указанных в табл. 3. Кроме того, количество зерен пластинчатой (лещадной) формы должно быть не более 10 %.
4.3. Гравийно-песчаные смеси разрешается применять без разделения на фракции только в том случае если кривая их рассева соответствует зоне А на рис. 5.
Рис. 5. Требуемый зерновой состав естественной гравийно-песчаной смеси
4.4. Допускается применять пористые неорганические заполнители, отвечающие требованиям ГОСТ 9757-73.
4.5. Песок (морской, речной, горный или дробленый) должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-67*, ГОСТ 8735-65, а также ГОСТ 10268-70* (см. табл. 3).
4.6. В целях снижения количества отскока (при укладке торкрета, шприц-бетона, пневмобетона) рекомендуется использовать крупно- и среднезернистые пески.
Дробленые пески увеличивают расход цемента и износ шлангов.
Весовая влажность песка (для сухих смесей) должна быть не более 4 - 5 %. Меньшее значение рекомендуется для мелкозернистых песков, большее - для крупнозернистых.
4.7. Вода для затворения сухих смесей и приготовления растворов должна удовлетворять требованиям ГОСТ 4797-69*. При необходимости использования минерализованных вод следует проверять их взаимодействие с цементом и соответствующими добавками.
4.8. Рекомендуется вводить в растворы и сухие смеси добавки-ускорители схватывания и твердения (приложение 3), а также воздухововлекающие добавки, смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ), мылонафт.
Добавки повышают липкость (адгезию) набрызг-материалов, уменьшают их размываемость при нанесении на фильтрующую поверхность и ускоряют срок схватывания и твердения в 80 - 100 раз.
4.9. Добавки в набрызг-материалы вводят в виде жидкости, пасты или порошка.
Пасты или жидкости добавляют в воду затворения, что рационально при смешении составляющих при сухом способе приготовления исходных смесей на стационарном бетонном узле. В пневмобетон и аэроцем такие добавки вводят при применении двухпоточного или трехпоточного пистолета или сопла.
К жидким добавкам относятся растворы кальция хлористого (по ГОСТ 450-70), натрия хлористого (по ГОСТ 4233-66), стекла натриевого жидкого (по ГОСТ 13078-67*), алюмината натрия (по техническим условиям, приведенным в приложении 3).
К пастообразным относится добавка НКА (NaF - 1, K2CO3 - 8, раствор Na2AlO3 - 6 вес.ч). Применяют 4 - 6 %-ный раствор НКА в воде.
Добавку в виде порошка обычно перемешивают с готовой сухой смесью на месте производства укрепительных работ непосредственно перед началом укладки бетона.
В качестве порошка применяют добавку ОЭС (смесь боксита с содой и известью, см. приложение 3).
Рекомендуется вводить в исходные растворы (пневмобетон и аэроцем) смолу МФ-17, удовлетворяющую ВТУ МХП 2538-51, а в качестве отвердителя - 10 %-ную щавелевую кислоту по ГОСТ 5873-68 в количестве 20 % от массы смолы.
4.10. При выборе добавки-ускорителя твердения необходимо руководствоваться следующими положениями:
добавки растворов хлористых солей следует применять при производстве укрепительных работ в холодное время года при температуре наружного воздуха не ниже минус 5 °С на сухих поверхностях.
Рекомендуемые концентрации растворов добавок приведены в табл. 5.
Таблица 5
|
Температура наружного воздуха, °С |
Количество соли, кг, на 100 л воды |
||
|
|
NaCl |
KCl |
NaCl + KCl |
|
+5 ÷ +2 |
2 |
2 |
1 + 1 |
|
+2 ÷ 0 |
4 |
4 |
2 + 2 |
|
0 ÷ -2 |
- |
6 |
3 + 3 |
|
-2 ÷ -5 |
- |
- |
3 + 3 |
Примечания: 1. Общее количество хлористых солей в смесях не должно быть более 6 % от массы цемента.
2. Добавку силиката натрия в количестве 3 - 5 % от массы цемента применяют при набрызге на обводненные поверхности.
3. Добавку смолы МФ-17 в количестве 2 - 3 % от массы цемента применяют для повышения водонепроницаемости и адгезии и уменьшения усадки пневмобетона и аэроцема.
4. Добавки ОЭС в количестве 3 - 4 % и НКА в количестве 2 - 3 % от массы цемента являются комплексными (для торкрета и шприц-бетона).
4.11. Набрызг-материалы, нанесенные на поверхность откоса, должны немедленно схватываться, не размываться и не иметь водоотделения.
4.12. Вспенивающие добавки, применяемые для приготовления аэроцема, могут быть жидкими и порошкообразными (жидкость «Прогресс» Новочеркасского завода - с содержанием активного вещества 30 %, порошок «Сульфанол» Сумгаитского завода - с содержанием активного вещества 78 %). Они способствуют увеличению пластичности аэроцема, повышают его пористость и увеличивают удерживающую способность материала при нанесении на более крутые откосы. Целесообразное количество вспенивающей добавки должно быть в пределах от 0,05 до 0,6 % от массы цемента.
4.13. Пластичность наносимого набрызг-материала оценивают по осадке конуса (СтройЦНИИЛа) и принимают для торкрета, шприц-бетона - 2 - 3 см (уложенный), пневмобетона - 8 - 14 см и аэроцема - 9 - 12 см (исходный).
4.14. Марки шприц-бетона и торкрета по прочности и морозостойкости должны соответствовать требованиям СНиП II-Д.8-62 (пп. 3.11 и 3.12) и СНиП I-В.11-62.
Проектирование состава смесей
4.15. Составы сухих и предварительно затворенных смесей должны обеспечивать получение раствора или бетона, образующих слой защитной облицовки требуемого проектом качества.
4.16. При проектировании состава набрызг-материалов необходимо:
подбирать оптимальный состав смеси заполнителей;
устанавливать содержание цемента, расход материалов на 1 м3 сухой смеси;
проверять прочность подобранного состава (приложение 4).
4.17. Состав исходной смеси для шприц-бетона по массе в сухом состоянии следует подбирать с учетом следующих рекомендаций, принимая во внимание, что лучшие смеси ограничиваются линиями графика (см. рис. 5). Соотношение фракций гравия (щебня): 5 - 10 мм - 56 - 60 %; 10 - 20 мм - 40 - 44 %; модуль крупности песка 2,2 - 2,8. Максимальное отношение цемента и крупного заполнителя (щебень, гравий) должно быть не более 1:0,2. Коэффициент выхода шприц-бетона равен 0,62.
4.18. Величина отскока снижается с уменьшением доли крупного заполнителя в сухой смеси, а также с повышением расхода цемента.
4.19. Водоцементное отношение шприц-бетона следует принимать в пределах 0,45 - 0,50, а торкрета 0,35 - 0,40 (с учетом влажности заполнителей).
4.20. В качестве исходных составов смесей пневмобетона, транспортируемого растворонасосами, следует применять соотношения цемент : песок : заполнитель как 1:1:1 и 1:1:2.
4.21. Состав набрызг-материала следует корректировать на основании результатов испытания контрольных образцов и величины отскоса при нанесении набрызг-материалов на вертикальную поверхность (приложение 5).
4.22. Состав аэроцема подбирают по методике, изложенной в приложении 4, с учетом количества вспенивающей добавки, ее активности и климатических условий района.
4.23. Материалы пневмонабрызга в защитных покрытиях должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 6.
Таблица 6
|
Наименование механических свойств |
Торкрет |
Пневмобетон |
Аэроцем |
Шприц-бетон |
|
Подвижность по погружению стандартного конуса СтройЦНИИЛа, см |
2 - 3 |
2 - 4 (исходная 7,5 - 8,5) |
- (исходная 9 - 12) |
2 - 3 |
|
Прочность при сжатии, кгс/см2 |
120 - 150 |
120 - 150 |
120 - 150 |
120 - 150 |
|
Прочность на растяжение при изгибе, кгс/см2 |
15 - 20 |
15 - 20 |
15 - 20 |
15 - 20 |
|
Морозостойкость, циклы |
150 |
150 |
150 |
150 |
|
Водонепроницаемость при толщине 5 см |
В-5 |
В-5 |
В-5 |
В-5 |
|
Сцепление со скальной породой, кгс/см2 |
Не менее 5 |
5. Технология и механизация укрепительных работ
5.1. Технологические операции, необходимые для устройства конструкций укрепления откосов из скальных легковыветривающихся пород разделяют на подготовительные и основные работы.
Подготовительные работы
5.2. Подготовительные работы, выполняемые при укреплении откосов насыпей, включают планировку поверхности с удалением крупных включений скального грунта, устройство выравнивающего слоя и бетонного упора возле подошвы откоса (для решетчатых конструкций).
Для указанных работ целесообразно применять бульдозеры с гидравлическим управлением, экскаваторы-драглайны, оснащенные ковшами со сплошной режущей кромкой, крановое оборудование на автомобильном и железнодорожном ходу, специальные планировщики откосов типа Э-4010.
5.3. При укреплении откосов выемок необходимо выполнить:
грубую планировку поверхности скального откоса с удалением отдельных кусков и глыб выветрелой породы;
укрепление неустойчивых, трещиноватых частей массива несущими анкерными устройствами;
отвод напорных грунтовых вод с помощью дренажных конструкций и осушение фильтрующих участков укрепляемой поверхности;
расчистку площади за верхней бровкой откоса от кустарника, деревьев, грунта делювиального слоя и забивку несущих анкеров;
бурение шурфов и заделку в них монтажных анкеров;
очистку поверхности откоса от пыли и грязи;
навешивание и крепление арматурной металлической сетки к несущим и монтажным анкерам с подготовкой маячков для контроля за толщиной будущей облицовки.
5.4. Поверхность откосов очищают от выветрелой породы с помощью отбойных молотков типа «ОМ» и «ОМСП», неустойчивые камни удаляют клиньями и ломами. Взрывные работы проводят в исключительных случаях для ликвидации крупных скальных глыб, не поддающихся механическому разрушению.
