РЕКОМЕНДАЦИИ

по применению шахтной горелой породы для устройства обратных засыпок и оснований под полы

Донецк 1980

РЕКОМЕНДАЦИИ

по применение шахтной горелой пороли для уотройотва обратных засыпок и оснований пол полы

Донеик 1980

2.16.    Испытания образцов и обработка результатов испытаний производится в соответствии о методикой ГОСТ 12246-66 "Грунты. Метод лабораторного определения сопротивления срезу песчаных и глинистых грунтов на срезных приборах в условиях завершенной консолидации". Для указанных испытаний рядовой горелой породы может быть использоввн срезной прибор, разработанный Донецким Промотрой-ниипроектом.

2.17.    Химический анализ водной вытяжки из горелой породы определяется в том случае, если обратная засыпка в процессе эксплуатации здания будет насыщаться водой. Водная вытяжка приготавливается путем 30-суточной .выдержки пробы горелой породы в равном по масое количестве дистиллированной воды комнатной температуры. Проба горелой породы перед заливкой водой измельчается до крупности песка (0-5 мм). Химическим анализом определяется водородный показатель водной вытяжки и содержании в ней ионов SO*, CL*, НСОз, СД* Му*

N3 и К . Агрессиваность водной вытяжки по данным химического анализа устанавливается в соответствии с методикой СНиП П-28-73 "Защита строительных конструкций от коррозии".

3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТ! IP0BAID14 ОБРАТНЫХ ЗАСЫПОК И ОСНОВАНИИ ПОД ПОЛЫ ИЗ ГОРЕЛОЙ ПОРОДЫ

3.1.    Нормативные значения характеристик горелой породы, предназначенной для использования в качестве грунта оснований, должны устанавливаться, как правило, по результатам лабораторных испытаний, выполняемых в процессе инженерно-геологических изысканий на выбранном для разработки породном отвале.

3.2.    Для предварительных расчетов или в случае отсутствия по каким-либо причинам датгах инженерно-геологических изысканий, при проектировании обратных засыпок и оснований под полы в качестве нормативных значений основных характеристик рядовой горелой породы следует принимать:

максимальную плотность для оснований под полы^СКу = 1.65г/см³;

максимальную плотность для обратных засыпок jjCKy Т.6 г/см³;

оптимальную плажность при уплотненииVl" = 14%;

модуль общей деформации Ер =10,0 МПа;

угоу внутреннего трения 4) = 33°;

удельное оцепление С =0,01 МПа;

условное расчетное давление Лс =0.1 МПл.

3.3.    Нормативное давление на основание иэ уплотненной горелой породы определяется аналогично давлению на ррунт естественного сложения в соответствии о ее влажностью, пористостью, углом внутреннего трения и удельным сцеплением, шириной фундамента и глубиной его заложения.

3.4.    Выбор конструкции и расчет отдельных конструктивных элементов пола на грунте основания из горелой породы производится в соответствии о требованиями и методикой главы СНиП по проектированию полов и "Рекомендациями по расчету полов о нежестким подоти-лающим олоем" (М,, ЩЫИПроыэдений,

3.5. В проектах необходимо указывать требуемую степень уплотнения (максимальную плотность и оптимальную влажность) горелой породы при ее укладке в обратные засыпки и основания под полы.

3.6.    Вода при соприкосновении о горелой породой раотворяет содержащиеся в ней сульфаты и может отать агреооивной по отношению к бетону. Поэтому в тех случаях, когда по гидрогеологическим условиям строительной площадки обратные засылки будут насыщаться грунтовой водой или по условиям технологии производства технологической водой, необходимо предусматривать защиту от коррозии всех соприкасающихся о горелой породой бетонных и железобетонных конструкций, за исключением бетонных полов.

Наиболее надежной защитой ст указанного вида агрессивного воздействия является применение для бетонных и железобетонных конструкций бетона не оульфвтостойком цементе.

В тех случаях, воли обратная засыпка не будет насыщаться грунтовой или технологической водой, защита соприкасающихся о горелой породой бетонных и железобетонных конструкций необязательна*

3.7.    Дня предотвращения попадания атмосферных осадков в толщу расположенных по внешнему периметру здания обратных засыпок их поверхность необходимо покрывать асфальтобетоннымиили бетонными отмостками.

3.8.    Для полов из крупноразмерных бетонных и железобетонных плит, укладываемых па основание из горелой породы, следует предусматривать выравнивающую песчаную прослойку толщиной около 50 мм. Монолитные бетонные или еофальтобетонные полы укладываются непосредственно тга уплотненную поверхность горелой породы основания.

и

4. УСТРО.КГГБО ОБРАТНЫХ ЗАСЦПОК И ОСНОВАНИИ пол ПОЛЫ ИЗ ГОРЕЛОЙ породы

4.1.    Устройство обратных .засыпок и оснований пол полы с использованием шахтной горелоЛ породи должно производиться по проекту организации работ, разработанному проектной оргянизвоией.

В проекте орган;! зпиип тюбот должны быть учтены требования главы СНиП "Основания и фундаменты. Правила производства и приемки работ" я "руководства по производству и приемке работ при устройстве осноилглй и фундаментов" (Н.СЮСП лм.Л.М.Герсеванова, М.,19 ), "Руководства по устройству обратных засыпок на строительстве предприятий металлурги-теской промьинленноотл. Технологические схемы выполнения работ, Марины и механизмы". (Донецкий Промстро^нии проект, Донецк, 1977) и "Руководство по уплотнению грунтов в промышленном и гражданском строительстве" (i-biC-iT.i, И., Стройиздат, 1966).

4.2.    Устройство основании под полы и обратных засыпок пазух горелой породой должно производиться непосредственна после окончания работ по возведению <$ундаме:ттов и других подземных частей здан.ш и прокладки подземных коммуникаций.

4.3.    Предназначенные для обратной засыпки котлованы должны быть защищены с⁴* попадания ь них поверхностных вод с прилегающей территории. Перед началом отсылки горелой породы скопившаяся на дне котлована *>одя должна быть откачана.

4.4.    Обратная засыпка пазух и отсыпка горелой породи в оспова-ime под полы производится горизонтальчыми слоями, толщина которых определяется в зависимости ют заданной максимальной плотности горелой породы, принятых способов ее уплотнения и уплотняющей способности применяемых механизмов.

Толщина каждого слоя горелой породы и количество проходов (ударов) уплотняющих механизмов определяется по результатам опытного уплотнения в соответствии с требуемой максимальной плотностью. Опытное уплотнение производится в соответствии с методикой, рекомен' ловаиной "Гуководстзом по уплотнению грунтов в промышленном и гражданском строительстве" (ШСШШ, it., Отройиздат. I9G6).

Ориентировочную толщину слоя следует принимать иги укатке 0,2 ли при уплотнении трамбовочными машинами 0,4 м. Ручное трамбование горелой породы может быть допущено только для небольших объемов обратных засыпок в местах, недоступных для уплотняющих механизмов, при этом толщина слоя но должна превышать 0,1 м.

4.5.    Уплотнение горелой породы следует производить при опти-

хильной ее влажности, Фактическая влажность горелой породы должна находиться в пределах от 0,0 до 1,2 ее оптимального значения.

4.6.    Для устройства обратных засыпок и оснований под полы горелую породу к месту укладки следует доставлять в состоянии опти-х’альной влажности. При недостаточной влажности следует доувпаж-нять горелую породу в от сыпном слое.

4.7.    При устройстве обратных засыпок для уплотнения горелой породы рекомендуется применять вибпационнне и вибротрамбующие ма-шины и катки на пневматических шинах.

4.8.    При устройстве обратных засыпок в стесненных условиях и вокруг различного вида опор, а также при устройстве оснований под полы уплотнение горелой породы следует производить машинеми с трамбующими и вибротрамбующими органами. В особо стесненных условиях для уплотнения горелой породы допускаетоя применение ручных электротрамбовок.

4.9.    Отсыпка каждого последующего слоя должна производиться только после проверки качества уплотнения и получения удовлетворительных результатов по предыдущему слою.

4.10.    Устройство обратных засыпок по внешнему контуру здания

в зимнее время допускается только из талой горелой породы с содержанием мерзлых кохъев размером не более 15 см в количестве не выше 15# с.щего объема при среднесуточной температуре воэдуха не ниже -Ю°С.

Лля обратных засыпок внутри здания применение омерзшейоя горелой породы не допускается.

4.11.    Лля оснований под полы должны применяться только талая горелая порода. Примесь смерзшихся комьев, льда, снега не допуски-ется.

5. TRXllHMBCKIltl КОНТРОЛЬ

3.1. Цри производстве работ по устройству обратных засыпок и оснований под полы из горелой породы необходимо вести систематический контроль за:

а)    качеством выполненных работ по подготовке пазух, котлованов я грунтовых оснований пол засыпку горелой породы?

б)    Ьоотнетствисм кпчества отсыпаемой горелой породы принятым в проекте ее физико-механическим характеристикам, однородностью, наличием включений необожженной породы, посторонних примесей,смерзшихся коньев и пр,;

в)    толщиной отсыпаемого олоя горелой порода;

г)    влажноотью горелой породы;

д)    степенью уплотнения горелой порода.

5.2.    Контрольные определения влажнооти и плотности уплотненного слоя горелой порода производятся из раочета одного на каждые 100-200 м³ обратной заоыпки или основания под полы. Пункты размещения контрольных определений влажности и плотности горелой породы должны располагаться равномерно по всей площади и охватывать все уплотняемые слои горелой породы. В первую очередь контрольные определения производятся в пунктах, где ожидается пониженная плот-нооть олоя горедой породы*

5.3.    Критерием, определяющим качество выполненных работ, является достижение заданной проектом максимальной плотности.

Для обратных засыпок качество работ по уплотнению горелой породы считается удовлетворительным, если количество проб с плотностью горелой порода, отличающейся от заданной в кзядую сторону, не превышает 10$ общего количества проб, взятых на данном участке, и если объемная масса скелета горелой породы л пробах с пониженной плотностью менее требуемой на 0,03 г/см³.

Для горелой породы, уложенной в основание под полы.отклонения по плотности в сторону уменьшения от проектной не допускаются.

5.4.    Определение плотности (объемной маооы скелета) горелой породы производится путем отбора проб иэ шурфикоя (лунок) глубиной 20-25 см и объемом 5-10 тыс.см⁹, выкатываемых на поверхности уплотняемого слоя, с последующим замером объема турника и определением массы вынутой иэ него горелой породы и ее влажности.

Стр,

1.    Общие положения ....................................... 3

2.    Характеристика горелой породы как грунта оснований • ••• 4

3.    Особенности проектирования обратных засыпок

и ооиований под полы из горелой породы................ 10

4.    Уотройотво обратных ваоыпок и Оснований под полы

из горелой породы.......... 12

5.    Технический контроль.................. 19

Проектный и научно-исследовательский институт Донецкий Промотройкияпроект Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

по применению шахтной горелой породы для устройства* обратных засыпок к оснований под полы

Ш I22I8. Подписано к печати 19.XI.80. Объем 0,6 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ # Цена 10 кои. Множительная лаборатория Донецкого Промстройниипроекта

Рекомендована к изданию ученым советом Донецкого Промотройниицроекта Госстроя СССР.

Основания под пилы и обратные засыпки из шахтной горелой породы рассматриваются в Рекомендациях как насыпной искусственный грунт однородного состава и сложения, отоыпянный сухим способом, относящийся по своим физико-механическим озойствам и физическому состоянию к категории нескальных, крупнообломочных, щебенистых грунтов. Такое определение грунта основания из горелой породы согласуется с принятой СНиП П-15-74 номенклатурой грунтов оснований, существующими в практике строительства способами устройства оснований под полы и обратных заоыпок и физико-механическими свойствами горелой породы.

Требования к горелой породе как грунту ооновакия и технические условия на проектирование и устройство оснований под полы и обратных заоыпок приняты в Рекомендациях в соответствии с действующими в данной области строительства нормативно-инструктивными документами, с изменениями и дополнениями, учитывающими спе-цис^ческие особенности горелой породы, отличающие ее от аналогичных грунтов естественного происхождения.

Рекомендации разработаны на основе результатов научных исследований, выполненных в Донецком Промотрой-ниипроекте, обобщения опыта использования горелой ш>-роды в строительстве и действующих нормативно-инотрук-тивных документов по проектированию и устройству оснований и фундаментов.

Рекомендации составлены "абораторией спецбетонов и материалов Донецкого Промс i-ройкиипроекта (инж.К.Д.Марков).

Замечания и предложения по настоящим Рекомендациям просьба направлять по адресу: 340004, г.Донецк, Университетская, 112, Донецкий Промстройниипроект.

Рекомендации подготовлены к печати

8едакционно-из.цательским сектором онецкого Промотройниипроекта

Ответственный за выпуск С.З.Альтер Корректор Л.В.Славянская

Проектный и научно-исследовательский институт Донецкий Промстройниипроект, 19И0

I. ОВДИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

IЛ. Настстщие Рекомендации содержат основные положения по проектированию и устройотву обратных засыпок и оснований под полы производственных, жилых, общественных и вспомогательных зданий и сооружений с топользовянием шахтной горелой породы. Рекомендации распространяются на использование горелой породы отвалов угольных шахт Донецкой облаоти.

Рекомендации не распространяются на отходы обогащения угля, накапливающиеся в породных отвалах углеобогатительных фабрик.

1.2.    В обратных засыпках и основаниях под полы горелая порода используетоя вза». зн обычно применяемых для этих целей естественных грунтов или других сыпучих материалов (щебень, металлургические шлаки и др.).

1.3.    Целесообразность применения горелой породы для устройства обратных эасыпок и оснований под полы должна быть обоснована результатами икженерно-геологичеоких обследований шахтных породных отт&лов и технико-экономическими расчетами, учитывающими местные условия строительства,

1.4.    Инженерно-геологячеокие обследования должны проиэврдиться в два этапа, В результате первого этапа должны быть получены следующие данные, необходимые для технико-экономичеокого обоснования целеоообразнооти использования горелой породы для уотройства обратных засыпок и оснований под полы:

перечень имеющихся в районе строительства карьеров по добыче естественного грунта и их технико-экономические характеристики;

перечень расположенных в районе строительства породных отвалов, расстояние до каждого из отвалов, объективные данные о каждом из отвалов (наименование шахты, вид добываемого в га.' :те угля, высота и геометрическая форма отвала, объем содержащейся в отвале породы, тепловое состояние отвала и период его активной екоплуята-

ции, наличие подъездных путей и др.), возможные способы разработки и транспортирования горелой породы, предварительная визуальная оценка качеотьа горелой породы по степени ее обжига. На основании анализа вышеуказанных данных выбирается один из породных отвалов, применение горелой породы которого наиболее целесообразно.

Работы второго этапа инженерно-геологических изысканий заключаются в определении основных характеристик горелой породы, выбранных на основе предварительной оценки породного отвала.

Перечень необходимых лабораторных испытаний горелой породы и методика их выполнения приведены в разделе 2 Рекомендаций.

1.5.    При выборе породных отвалор для разработки и добычи горелой породи предпочтение отдается переформированным, потушенным отвалам или негорящим непереформированным отвалом конусной формы (терриконы) высотой не менее 40 м шахт, добывающих коксующийся уголь или антрацит. Горелая порода таких обвалов обладает более высокой степенью обжига.

1.6.    Разработка и добыча горелой породы допускается только из негорящих породных отвалов. В том случае, если воз1Гикнет необходимость и целесообразность добычи горелой породы из горящего ства-ла. послодкий должен быть предварительно потушен и переформирован.

Добыча горелой породы из породных отвалов, в том числе их переформирование и тушение, допускаетоя только при наличии проекта организации указанных работ, согласованного с администрацией шахты и территориальными органами Госгортехнадзора.

Проект организации работ по добыче горелой породы из породных отвалов разрабатывается в соответствии с требованиями "Рекомендация по предупреждению самовозгорания, тушению и раэборке породных отвалов".*

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРЕЛОtt ПОРОДЫ КАК ГРУНТА ОСНОВАНИИ

2.1,    Шахтная горелая порода по своему гранулометрическому составу и физическому соотоянию, в соответствии с принятой номенклатурой грунтов оонований, относится к щебенистым крупнообломочнш грунтам о дресвяным заполнителем (фракция 0-10 мм).

2.2.    По степени обжига залегающая в отвалах порода подразделяется на хорошо обожженную, слабо обожженную и необотже1гную горелую породу-

"Правила безопасности р угольных и сланцевых иэхтых".М., "Недра'; 1973.

По внешним признакам хорошо обожженная горелая порода отличается коричнево-красным цветом (различных оттенков - от темно-коричневого до кросно-коричневого).наличием кусков спекшегося шлака, относительно высокой прочностью кусков и равномерным обжигом по воей их толщине. Признаками слабо обожженной горелой породы япля-ется рововато-желтый цвет различных оттенков, относительно невысокая прочность кусков и наличие внутри крупных кусков прослоек необожженной породы. Совсем необожженная порода имеет серый цвет (от светло-серого до темно-серого с зеленоватым оттенком).

Указанные внешние признаки являются основанием для предварительной оценки качества горелой породы при проведении инженерно-геологических изысканий#

2.3.    При выполнении второго зтапа инженерно-геологических изысканий должны быть определены следуюпие вико-механические характеристики горелой породы, залегающей в предназначенном для разработки породном отвале:

удельная масса, объемная насыпная массе скелета рядовой породы (смеси всех фракций), объемная насыпная масса скелета заполнителя (фракции 0-'() мм), объемная маооа в куоке крупных фракций (крупнее 10 мм);

пустотнооть и козф1иг1иеят пористости;

гренулометрический состав, коэффициент неоднородности гранулометрического состава, относительное содержание крупных обломков и заполнителя;

максимальная плотнооть и оптимальная влажность;

модуль обптей деформации.

2.4.    Кроме Физико-механических свойств, указанных в п.2.3, определение которых при проведении инженерно-геологических изысканий является обязательным, в необходимых случаях, в зависимости от конструктивных решений оснований под полы и обратных эасыпок, может потребоваться определение следующих пополнительных характеристик горелой породы;

относительное набухание и относительная просадоннооть;

угол внутреннего трения и удельное сцепление;

химический анализ водной вытяжки.

Перечень д^полнитолъных харлктрчотик определив-ся проектной организацией.

2.Я. Сщ^лдление указанных в пп.2.3 и 2.4 физико-механических характеристик горелой породы »»ютвводится в соответствии с метода-

кой и требованиями действующих нормативных документов и инструкцией, регламентирующих иоыптания грунтов оснований, о учетом особенностей этого материала, как крупнообломочного грунта оообого вида и его применения для устройства оснований пол полы и обратных засылок,

2.6.    Учитывая неравномерное распределение горелой породы в массиве отвала по гранулометрическому ооотаву, для лабораторных испытаний из каждого отвала отбирается проба весом не менее 300 кг. При этом из переформированных (плоских) отвалов пробы отбираютоя равными чаотями (около 76 кг) в четырех меотах, расположенных на крайних диаметрально противоположных точках верхней плоскости отвала, а из непереформированных (конусных) отвалов - равными чаотями (около 100 кг) в трех местах наклонной поверхности отвала (одна на лобовой и 1ве на противоположных боковых чаотях) на выооте не менее 5 м от подошвы. Пробы отбираются из шурфов глубиной не мене» 0,5 м.

2.7.    Определение удельной маооы, объемной начыпной маооы скелета рядовой горелой породы и заполнителя, объемной массы в куоке крупных фракций (кусков крупнее 10 mi), гранулометрического ооста-па, коэффициента неоднородности гранулометрического ооотава, относительного содержания крупных фракций и заполнителя н коэффициента пористости выполняется в соответствии о методикой, приведенной в "Руководстве по проектированию оснований зданий и сооружений". Раздел 2. Номенклатура грунтов и оснований. НИИОСП им.Н.М.Героева-нова, М., Стройиэдат, 1978.

2.8.    Величина максимальной плотнооти и оптимальной влажности рядовой горелой породы определяется в соответствии о приведенной нике методикой Донецкого Проиотройнмипроекта.

С помощью прибора стандартного уплотнения СоюздорНИИ по ГОСТ 22733-77 "Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности" определяется величина максимальной плотности я оптимальной влажности заполнителя (фракция С-10 мм), пробы которого отбираютоя от общей пробы при определении ее гранулометрического осота пя путем ситового анализа.

Но найденной таким образом величине максимальной плотности заполнителя и установленным в процессе инкенерно-геологичеоких изы-'?кг.ннМ другим (^иаико-мехяническим характеристикам определяется значение максимальной плотнооти рядовой горелой породи по формуле

теля (фракция 0-10 мм)^&Н - 1,05 г/см³; максимальная плотность заполнителя }з.у.= 1,59 см³; оптимальная влажность заполнителя Von = = 13%; объемная масса в куске крупных фракций}К =1,9 г/см³; содержание заполнителя в рядовой горелой породе (по массе)П = 43%.

По формуле (I) макоимальная плотность рядовой горелой породы

Влажность рядовой горелой породы при укладке ее в основание принимаем равной оптимальной влажности заполнителя, T.e.Vbn = 13$.

2.9.    Величина модуля общей деформации рядовой горелой породы определяется по общепринятой методике с помощью компрессионного прибора, размеры и конструкция которого долины позволять производить испытания на образцах цилиндрической формы диаметром около 500 мм и высотой около 200 мм. Рекомендуемые размеры образцов приняты с учетом гранулометрического состава породы. Образцы для испытаний изготавливаются из рядовой горелой породы, увлажненной до оптимальной влажности и уплотненной до максимальной плотности. Модуль общей деформации для заданного давления вычисляется по формуле:

Ер МПа    (2)

где Ер - модуль общей деформации, МПа;

Р - величина давления на образец, МПа;

*“ ^{ве;шчина} относительной деформации образца при давле-^{1 П} нии Р

Для определения модуля общей деформации рядовой горелой породы может быть использован компрессионный прибор, разработанный Донецким ПромстроИниипроектом.

2.10.    Хорошо оболсжепняя горелая иорода относится к категории ненабухаоичх и .чепросадочных грунтов. Поэтому при ее применении для устройства оснований под полы и обратных засыпок определение величины относительного набухания и относительной проседоччооти не требуется.

2.11.    Определение величины относительного набух- чия и лроса-дочности необходимо только для горелой породы, содержащей включения слабо обожженной или совсем необожженной породи, использование которой предполагается для устройства оснований под пата и обратных засыпок, обильно увлажняемых при эксплуатации зданий грунтовой или технологической водой.

2.12.    Величина относительного набухания горелой породы определяется по общепринятой методике ("Рекомендации по лабораторным методам определения характеристик набухаюш »х грунтов'.' 1Ш0СЛ им.Н.М.Герсеванова. М», Стройиздат, 1074) на приборе типа ПНЗ, размеры и конструкция которого должны позволять иопытывать образцы цилиндрической формы диаметром и высотой 100 мм. Образцы изготавливаются и8 заполнителя (фракция 0-10 мм) горелой породы, уплотняемого до состояния максимальной плотности при оптимальном увлажнении.

За величину относительного набухания рядовой горелой породы принимается величина относительного набухания заполнителя.

2.13.    Величина относительной просадочности горелой породы определяется но общепринятой методике("Руководство по лабораторному определению деформационных и прочностных характеристик проселочных грунтов." НИИОСЛ им.Н.М.Герсеванова. М., Стройиздат, 1975) на компрессионном приборе, размеры и конструкция которого должны позволять допытывать образцы штампом диаметром не менее 100 мм. Образцы для испытания изготовляются из заполнителя (фракция 0-10 мм) горелой породы, уплотняемого в форме до оостояния максимальной плотности при оптимальном увлажнении.

За величину относительной просадочности горелой породы принимается величина относительной просадочности заполнителя.

2.14.    Ирочноотные характеристики горелой породы определяются

в случае необходимости расчета устойчивости конструктивных элементов здания, соприкасающихся с массивом обратных засыпок.

2.15.    Величины угла внутреннего трения и удельного сцепления рядовой горелой породы определяются при помощи односрезных приборов прямого сдвига, размеры и конструкция которых должна позволять производить испытания образцов цилиндрической йормы диаметром около 500 <мм и высотой около 200 мм. Образцы для испытаний изготавливаются из рядовой горелой породы, увлажненной до состояния оптимальной влажности и уплотненной до максимальной плотности.