Экспертно-консультационный орган Российского союза строителей МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЦЕНТР ПЕНОБЕТОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МЦГ1Т ООО «АзъПроектСтрой»

ХОЛДИНГ «СОВБИ»

УТВЕРЖДАЮ

Васильев

:^:С£С ;/|

43» $    2009    г.

НЕАВТОКЛАВНЫЙ МОНОЛИТНЫЙ «ПЕНОБЕТОН «СОВБИ-Д» В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО - 008 - 50845180 - 2009

Санкт-Петербург

2008

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН под общим руководством директора экспертно - консультационного органа Российского союза строителей «Международный центр пенобетонных технологий (МЦПТ)», д.т.н. Васильева В.Д.

В разработке принимали участие

к.т.н. Гуинн С.О. - директор ООО «АзъПроектСтрой»

к.т.н. Замковой И.В. - главный инженер ООО «АзъПроектСтрой»

Вакула И.А. - ведущий инженер ООО «АзъПроектСтрой»

Байкиев Р.Р. - адъюнкт ВИТУ

Миронова Т.Ф. - директор по развитию Холдинга «СОВБИ», Почетный строитель России

к.т.н. Дубина С.И. - председатель научно-технического совета ГУ, Почетный дорожник России

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ВПЕРВЫЕ

Издание официальное

СТО

влажности в природном состоянии.

Значения показателей механических свойств сапропелевых грунтов ориентировочно можно определить по таблице П.Б.2.

Илы - представляют собой глинистые горные породы в начальной стадии формирования, которые образовались в виде структурного осадка в воде при наличии микробиологических процессов и имеют в природном залегании влажность, превышающую влажность на границе текучести. Коэффициент пористости ^е >¹ для супесей и суглинков и - для глин.

Развитие в этих грунтах микробиологических процессов, связанных с их органическими составляющими, является одним из важнейших факторов, отличающих илы от других слабых грунтов, содержащих не более 10% органических веществ. Для илов характерно наличие предела структурной прочности на сжатии (при компрессии).

Ориентировочные значения физико-механических характеристик для илов можно устанавливать независимо от их вида, учитывая только состав и состояние, в соответствии с таблицей П.Б.З.

Иолъдиевые глины - особая разновидность морских илов ледникового возраста. Верхние слои иольдиевых глин мощностью 0,3-2 м имеют сравнительно высокую плотность и прикрывают нижележащую толщу отложений, характеризующихся высокой влажностью (> 60%), резкой потерей прочности при перемятии, малой упрочняемостью при уплотнении, низкой водопроницаемостью. Иольдиевые глины обладают пределом структурной прочности на сжатии. Они делятся на разновидности по относительной влажности

W

w_omH = —

_Wl

где ^ - природная влажность;

W

^VfL - влажность на границе текучести.

Значения механических характеристик иольдиевых глин приведены в таблице П.Б.4.

К слабым могут относиться и глинистые грунты различного возраста, но

11

сто

имеющие в природном состоянии повышенную влажность (переувлажненные глинистые грунты). При этой влажности грунты имеют показатель текучести

I_L> 0,5

Ориентировочные значения механических характеристик переувлажненных глинистых грунтов даны в таблице П.Б.5.

3 Общие положения

3.1    Неавтоклавный монолитный «Пенобетон «СОВБИ-Д» применяют в качестве легкого заполнителя насыпи для обеспечения устойчивости основания, снижения осадки и ускорения достижения ее допустимой величины.

3.2    В основу проектного решения положен принцип сохранения слабых грунтов в качестве основания легкой насыпи.

3.3    Земляное полотно на участках слабых грунтов проектируют в виде насыпей. Требования к грунтам рабочего слоя насыпи (верхней части насыпи), а так же необходимое минимальное возвышение низа дорожной одежды над расчетным уровнем поверхностных и грунтовых вод определены действующими нормативными документами [3.4] применительно к III типу местности по характеру и условиям увлажнения.

Нижнюю часть насыпи, располагающуюся ниже уровня поверхности земли, следует устраивать из дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 1,0 м/сут. При этом толщина слоя из такого грунта должна быть на 0,3-Ю,5 м больше суммарной величины расчетной осадки основания и мощности удаляемого слоя (если применяется частичное или полное удаление). Требования к грунтам рабочего слоя и средней части насыпи принимаются по нормативному документу [3.4]. При этом предпочтение следует отдавать применению песчаных и крупнообломочных грунтов с содержанием глинистопылеватой фракции до 10%.

3.4    На насыпях устраиваемых из пенобетона ПБС-Д устройство покрытий разрешается сразу после набора пенобетоном расчетной прочности.

3.5    Земляное полотно на участке залегания слабых грунтов в общем слу-

Издание официальное    ¹²

сто

чае проектируют в следующей последовательности:

-    на основе результатов инженерно-геологических исследований намечают расчетные участки и устанавливают параметры слабой толщи и физикомеханические характеристики слагающих ее грунтов;

-    устанавливают минимально допустимую высоту насыпи на том или ином участке, руководствуясь условиями водно-теплового режима, снегозано-симости и исключения упругих колебаний;

-    с учетом минимально допустимой высоты насыпи наносят контрольные точки и проектируют красную линию продольного профиля, устанавливают расчетную высоту насыпи на различных поперечниках и намечают расчетные поперечники;

-    производят оценку напряженно-деформированного состояния основания в расчетных поперечниках. При этом критерии расчета следующие:

1)    устойчивость основания на расчетных поперечниках;

2)    величина осадки на расчетных поперечниках;

3)    длительность завершения осадки.

-    в случае не выполнения одного из критериев определяют требуемую толщину массива пенобетона ПБС-Д (Н_ь) по оси насыпи и производят конструирование легкой насыпи, т.е. определяют геометрические размеры и расположение массива пенобетона ПБС-Д на расчетных поперечниках;

-    при необходимости намечают варианты конструктивно - технологических решений, обеспечивающих повышение устойчивости основания, ускорение осадки или снижение ее величины;

-    в качестве дополнительных конструктивно-технологических решений могут быть применены следующие мероприятия:

а)    предварительное частичное осушение слабой толщи;

б)    временное понижение грунтовых вод;

в)    частичная замена слабого грунта;

г)    усиление основания жесткими сваями. При этом легкая насыпь позволяет значительно увеличить шаг свай, уменьшить длину свай.

Издание официальное

сто

- разрабатывают рекомендации по наиболее рациональной технологии и организации работ, а также регламент работ по организации наблюдений за деформациями насыпи в процессе строительства и эксплуатации.

3.6 Отдельные положения настоящего части стандарта могут уточняться на основе опыта строительства, новых данных исследований.

4 Оценка напряженно-деформированного состояния грунтов

4.1    Для определения напряженно-деформированного состояния основания насыпи используются решения плоской задачи теории линейно-деформированного однородного полупространства, загруженного с поверхности нагрузкой распределенной по тому или иному закону.

В качестве базовых схем используются:

-    трапециевидная нагрузка (рис. 3);

-    равномерно распределенная нагрузка по ширине полосы (рис. 4);

Для прогноза конечной величины и хода осадки во времени используется схема одномерного компрессионного сжатия.

4.2    Нормальные напряжения от собственного веса подстилающего грунта определяются по формуле

/=1

где у - удельный вес /-го слоя грунта основания; п - количество слоев однородного грунта; к_г - толщина /-го слоя грунта основания.

4.3 Для грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод удельный вес /-го слоя определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле

_(r_s,-r_w)

(1+0

где y_sl - удельный вес частиц грунта;

у_и - удельный вес воды;

е_г - коэффициент пористости грунта.

14

сто

4.4 Главные нормальные напряжения (<j₁,<j₂ ) от трапециевидной нагрузки определяются по формулам (3) или по графикам (приложение Е).

«•(«! +«₂ +a₃) + “(«i + oc₃)-x-(a₃ -a_x)-Z\n^- + z\\n²^- + {a₃ -сс_х)² 2    К₂К₃    V    К₂К₃

а-{а_х + а₂+а₃) + ~(а_] +a₃)-x-(a₃-a_x)-Z \n^--Z ln²^^ + (a₃-а_х)² L    V    ^2^3

где R_x = t]z² +(b + a)² ;

A=(z²+(f_+Уу,

R,=JzU(y-j-y;

R₄=^z² +Ф + С1-У)² ;

z    z

a_x = arcsin(—) - arcsin(—);

^R2    ^Rl

Z    Z

a₂ = arcsin(—) - arcsin(—);

R₃    R₂

В    В

у--    a    +--у

^J О    О    ^J

а₃ = arcsin(-—) + arcsin(---)

^3    ^R4

Издание официальное

сто

4.5 Главные нормальные напряжения (сг₁₅сг₂) от равномерно распределенной нагрузки определяются по формулам (4, 5).

Рис. 4 Схема для расчетов компонентов напряжений в основании (равномерно распределенная эпюра нагрузки)

Главные напряжения для точек, находящихся в пределах между вертикалями, которые проведены через края равномерно распределенной нагрузки.

р

сг₁ = — [(а_г + а₂) + sin^j + а₂)] ж

сг₂=— [(а, +а₂)- sin^ + а₂)],    (4)

ж

Ъ + у

где а, = arcs in ,    ;

Ф²+(ь+уУ

Ъ-у

а₇ - arcsin -,

Jz²+(b-yf

Главные напряжения для точек, находящихся за пределами вертикалей, которые проведены через края равномерно распределенной нагрузки.

р

<т, = — [(а_г -а₂) + sin^j -а₂)] ж

р

о., = —[(а, -a₂)-sin(a_l -а₂)].    (5)

Ж

Издание официальное    ¹⁶

сто

Конечную осадку насыпи в теле которой устроен массив из пенобетона ПБС-Д т.е. с «жесткой» плитой в основании (плитой способной воспринимать изгибающие напряжения) допускается определять исходя из равенства площадей эпюр осадок (рис. 5).

Рис. 5 Схема для определения средней конечной осадки 4.10 При проектировании насыпи в теле которой устроен массив из пенобетона ПБС-Д необходимо ограничивать величину крена допустимой величиной (/ ^ idon ) исходя из тех или иных условий (рис. 6).

18

сто

4.11    В общем случае оценку устойчивости в различных точках основания следует устанавливать по формуле

=—    (9)

По результатам определения коэффициента стабильности строят изолинии равных величин К_ст и определяют зоны, в которых К_ст < 1.

4.12    В случае симметричной внешней нагрузки и постоянными заложениями откосов устойчивость слабой толщи по оси насыпи можно устанавливать по формуле

(Ю)

^Г расч

4.13    Влияние нагрузки от подвижного состава на напряженно-деформированное состояние основания учитывается в виде дополнительной статической нагрузки.

4.14    Расчетные схемы внешней нагрузки на поверхности слабой толщи устанавливают в зависимости от конструкции насыпи.

19

СТО

СОДЕРЖАНИЕ

1    Предисловие.............................................................................................................4

2    Область применения................................................................................................6

3    Нормативные ссылки...............................................................................................6

4    Термины и определения..........................................................................................7

Часть 1 Проектирование легких насыпей на слабых грунтах с применением неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д».......................................9

1    Область применения......................................................................................9

2    Термины и определения................................................................................9

3    Общие положения........................................................................................12

4    Оценка напряженно-деформированного состояния грунтов..................14

5    Примеры расчета легких насыпей..............................................................23

Часть 2 Проектирование дорожных одежд с применением в конструкции неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д».....................................53

1    Область применения....................................................................................53

2    Термины и определения..............................................................................53

3    Общие положения........................................................................................54

4    Методика проектирования дорожных одежд............................................55

5    Примеры расчета дорожных одежд...........................................................62

Приложение А Основные характеристики неавтоклавного монолитного

«Пенобетона «СОВБИ-Д»........................................................................................78

Приложение Б Таблицы рекомендуемых нормативных значений механических характеристик грунтов..............................................................................................79

Приложение В Таблицы нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик конструктивных слоев из различных дорожно

строительных материалов........................................................................................82

Приложение Е Теплофизические характеристики конструктивных слоев из

различных дорожно-строительных материалов.....................................................85

Приложение Д Номограмма Остерберга...............................................................87

Приложение Е Ерафики для определения напряжений в основании насыпи

трапецеидального очертания и функции (3.............................................................89

Приложение Ж Примеры поперечных профилей легких насыпей...................102

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

НЕАВТОКЛАВНЫЙ МОНОЛИТНЫЙ «ПЕНОБЕТОН «СОВБИ-Д»

Правила применения в дорожном строительстве

Дата введения

1 Предисловие

Повышение качества и снижение стоимости дорожного строительства в условиях России требует применения новых технологий, учитывающих особенности страны. Это отсутствие в ряде регионов щебня и большие расстояния до места его производства, наличие слабых и пучинистых грунтов, низкие зимние температуры на значительной территории страны.

Внедрение неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д» в дорожном строительстве позволяет:

-    Отказаться от использования щебеночных слоев в основаниях дорожных одежд и применения тяжелой техники для их уплотнения; создать «жесткую» плиту, с целью перераспределения и уменьшения вертикальных напряжений и одновременно обеспечить теплозащиту пучинистых грунтов; уменьшить толщину дорожной одежды.

-    Полностью или частично исключить устройство свайного поля в основании земляного полотна на слабых грунтах путем создания легкой насыпи из «Пенобетона «СОВБИ-Д».

Стандарт организации разработан в соответствии с Федеральным законом от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании” и ОДМ 218.1.001-2005 г. "Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства".

4

сто

Стандарт организации разработан для широкого внедрения проектными и строительными организациями неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д» в дорожном строительстве России и на внешнем рынке.

Цель - внедрение «Пенобетона «СОВБИ-Д» в дорожном строительстве.

При разработке Стандарта учтены: современные тенденции в проектировании дорожных одежд и легких насыпей, а также рекомендации международных организаций по стандартизации и нормированию; использованы нормативные документы ведущих зарубежных компаний; учтен 60-летний опыт применения армопенобетона в качестве тепловой изоляции на трубах бесканальной подземной прокладки в условиях слабых грунтов Санкт-Петербурга и Ленинградской области; 10-ти летний опыт холдинга «СОВБИ» в области использования монолитного пенобетона в строительстве, в том числе и при изготовлении полов складских помещений, работающих в условиях воздействия тяжелого транспорта.

Технические решения разработаны с использованием материалов, обобщающих зарубежный опыт проектирования, строительства и эксплуатации дорог (США, Канада, Великобритания, Норвегия, Таиланд и т.д.), а также опыта устройства легкой насыпи транспортной развязки на пересечении КАД и Пис-каревского проспекта в г. Санкт-Петербурге.

Стандарт состоит из двух частей, в которых приведены методики расчета легких насыпей (часть 1) и дорожных одежд (часть 2) с применением «Пенобетона «СОВБИ-Д».

Стандарт организации может использоваться другой организацией в своих интересах только по договору с разработчиками стандарта, авторами и патентовладельцами технических решений в области использования пенобетона в дорожном строительстве, при этом предусматривается обязательное полное выполнение данного Стандарта организации. К работам по изготовлению и укладке пенобетона могут быть допущены только организации, прошедшие сертификацию в МЦПТ в области получения и использования пенобетона «СОВБИ-Д» в дорожном строительстве.

Издание официальное    ⁵

сто

Материалы стандарта в дальнейшем подлежат уточнению и корректировке по результатам опыта проектирования и строительства дорог с применением пенобетона.

В связи с тем, что данный стандарт и приведенные к нему технические решения, а также методы расчета являются интеллектуальной собственностью, его тиражирование, использование стандарта и использование приведенных в стандарте технических решений запрещается без согласования с разработчиками.

2    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает правила применения неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д» при устройстве легких насыпей на слабых грунтах и правила проектирования дорожных одежд с несущим основанием из «Пенобетона «СОВБИ-Д» для автомобильных дорог общего пользования и других объектов транспортного строительства, в частности, городских дорог, автомобильных дорог промышленных и сельскохозяйственных предприятий, временных автомобильных дорог, подъездных путей, площадок для остановки и стоянки автомобилей и т.п.

3    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие документы:

3.1    ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд

3.2    Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. М., 2004 г.

3.3    СТО - 001-50845180-2008 Теплоизоляционный неавтоклавный пенобетон «СОВБИ»

3.4    СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги

3.5    СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги

3.6    Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах (к СНиП 2.05.02-85). М., 1989 г.

сто

3.7    СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

3.8    РД 31.31.46-88 Методика расчета и конструирования жестких покрытий территорий морских портов. Л., 1988 г.

3.9    ТР 138-03 Технические рекомендации по применению укатываемого малоцементного бетона в конструкциях дорожных одежд. М., 2004 г.

3.10    Методические рекомендации по устройству оснований дорожных одежд из «тощего» бетона. М., 2003 г.

3.11    ВСН 197-91* Инструкция по проектированию жестких дорожных одежд

3.12    Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд. М., 2004 г.

3.13    СНиП 2.05.08-85 Аэродромы

3.14    СНиП 2.05.07-91* Промышленный транспорт

3.15    ГОСТ 8736-93* Песок для строительных работ. Технические условия

3.16    ГОСТ 8267-93* Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

3.17    ГОСТ 25607-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

3.18    СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1

3.19    СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2

3.20    ВСН 8-89 Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог

3.21    СНиП 3.01.01-85 Организация строительного производства

4 Термины и определения

«Пенобетон «СОВБИ-Д» (пенобетон ПБС-Д) - неавтоклавный монолитный заливочный мелкоячеистый пенобетон, специально разработанный для выполнения дорожных работ, заданных свойств (табл. П.А.1) изготовленный на строительном объекте на основе портландцементов, других вяжущих и пенообразователя, а также, при необходимости, минеральных и полимерных наполни-

7

сто

телей и добавок, с использованием оборудования и технологии холдинга «СОВБИ».

Технология «СОВБИ» - это технология обеспечивающая получение пенобетона заданных свойств с использованием универсальных мобильных комплексов, позволяющих производить и заливать на одном и том же оборудовании непосредственно на месте строительства монолитный пенобетон средней плотностью от 200 кг/м³ и выше. Отличительными особенностями данной технологии является ее мобильность, так как материал производится непосредственно на объекте строительства и возможность использования в пенобетоне зол уноса и других отходов производства, что имеет существенное значение для экологии регионов.

Издание официальное

сто

Часть 1 Проектирование легких насыпей на слабых грунтах с применением неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д»

1    Область применения

Настоящей частью стандарта устанавливаются правила по применению неавтоклавного монолитного «Пенобетона «СОВБИ-Д» при устройстве легких насыпей автомобильных дорог на слабых грунтах.

2    Термины и определения

Легкая насыпь — это насыпь, в теле которой используются материалы, имеющие меньшую плотность (меньший удельный вес), чем грунт насыпи (рис. 1, рис. 2).

Рис. 1 Легкая насыпь

Рис. 2 Прислоненная легкая насыпь при реконструкции автомобильной дороги

9

сто

Традиционная насыпь - это насыпь, в теле которой используются грунты.

Слабые грунты - к слабым следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания при испытании прибором вращательного среза менее 0,075 МПа, удельное сопротивление статическому зондированию конусом с углом при вершине ^а = ³⁰° менее 0,02 МПа или модуль осадки при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м (модуль деформации ниже 5 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить: торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, иольдиевые глины [3.2].

Основания насыпи, в которых в пределах активной зоны имеются слои слабых грунтов мощностью более 0,5 м, относят к слабым основаниям [3.2].

Номенклатура слабых грунтов и их частные классификации

Торф - органогенная осадочная порода, формирующаяся в результате отмирания болотной растительности при избыточном количестве влаги и недостаточном доступе воздуха.

Для торфа характерна высокая влагоемкость и влажность в естественном состоянии (в пределах 150-1000%). Механические свойства торфов зависят от их структурных особенностей, определяемых степенью волокнистости, плотностью, влажностью и составом торфообразователей, косвенно отражаемых величиной конституционной зольности торфа. При зольности менее 5% торф следует называть малозольным (верховым). При зольности от 5 до 20% торф следует называть средней зольности (низинным). При зольности 20-40% торф следует относить к высокозольным (минерализованным).

Значения показателей механических свойств торфяных грунтов ориентировочно можно установить по основным показателям их состава и состояния по таблице П.Б.1.

Сапропели - представляют собой озерные отложения, образующиеся в водоемах в результате отмирания животных и растительных организмов и оседания минеральных частиц, заносимых водой и ветром. Механические свойства сапропелей зависят от их структурных особенностей, состава и плотности -

Издание официальное