МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ )

Министерство транспортного строительства СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

(СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ НАСЫПЕЙ, ВОЗВЕДЕННЫХ ИЗ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ

Одобрены Техническим Управлением Минтрансстроя СССР

Москва-1972

20.    Качество уплотнения крупнообломочного грунта следует считать:

отличным, если полная осадка штампа у 90% всех пробных динамических нагружений по участку не отли -чается от средней величины более чей на 10%;

х оро ши м, если полная осадка штампа у 90% всех пробных динамических нагружений по участку не отли -чается от средней величины более чем на 15%;

удо вл етво рител ьным, если полная осадка штампа у 90% всех пробных динамических нагружений по участку не отличается от средней величины более чем на 20%.

21.    Оборудование для оценки степени уплотн е ния крупнообломочных грунтов методом динамического нагружения состоит из нагружающего и контрольно-изме -рительного устройств (рис.2).

Нагружающее устройство служит для создания многократной динамической нагрузки на поверхности и глубине контролируемого слоя грунта с заданными значениями по величине и времени действия.

Нагружающее устройство состоит из штампа диаметром 40-50см, падающего грунта весом 35-45 кг, направляющих штанг и подъемно-сбрасывающего механизма.

Контрольно-измерительное устройство служит для регистрации вертикальной деформации испытываемого грунта в процессе многократного его нагружения.

22.    Оборудование применяется следующим образом.

Штамп нагружающего устройства устанавливают на

поверхность слоя грунта с помощью быстротвердеющего раствора.

Груз, скользящий по направляющим штангам, подни -мается вместе с траверсой до упора, обеспечивающего падение с заданной высоты. Подъем производится с помощью ручного воротка, закрепленного на направляю -щих штангах. Груз сбрасывается на оголовник штампа , который передает возникающее усилие на испытывав — мую поверхность.

10

Конструкция нагружающего устройства позволяет получить необходимую величину и длительность динамического воздействия без применения упругого амортизатору

что способствует более полной передаче энергии удара штампу и практически исключает подскок и повторные удары.

Достигается это за счет того, что падающий груз состоит из отдельных элементов, установленных относи — тельно друг друга с зазором и соединенных между собой с возможностью взаимного перемещения.

Метод лцнок

23.    Требуемую плотность крупнообломочного грунта fix назначают по максимальной плотности, устанавли -

ваемой методом стандартного уплотнения, и по заданному коэффициенту уплотнения К •

24.    Стандартное уплотнение производится в разбор -ной форме увеличенных, по сравнению с прибором стандартного уплотнения Союздорнии, размеров с таким расчетом, чтобы диаметр цилиндра превышал не менее чем в 4-5 раз размер крупной фракции грунта.

Частицы крупнее 50мм отсеивают и в значения максимальной плотности и оптимальной влажности вводятся поправки через экспериментально найденные коэффи -циенты, как это делается с обычным грунтом, содержащим частицы крупнее 5мм до 30%.

25.    Степень уплотнения грунта методом лунок оценивают с помощью баллонного плотномера, состоящего из собственно баллонного плотнбмера и устройства для стандартного уплотнения (рис.З и 4).

Баллонный плотномер предназначен для определения плотности крупнообломочных грунтов по методу заме -щения вынутого из лунки грунта резиновым баллоном , наполненным жидкостью.

Плотномер представляет собой заполненный жидко -стью цилиндр, к нижней части которого крепится рези -новый баллон. Внутри цилиндра смонтирован поршень со штоком.

12

Устройство для стандартного уплотнения служит для определения максимального объемного веса контролируе

мого грунта и состоит рованного уплотнителя.

Конструкция прибора предусматривает осуществле н и е процесса уплотнения за счет механичес -кого подъема-сбра -сывания гири при сохранении постоянной высоты падения .

26. Для оценк и степени уплотнен и я грунта методом лу -нок используют также мембранный плотномер.

Плотномер уста -навливают на отры -тую в теле насы пи лунку и опускают в нее резиновый бал -лон. Заполнение лун -ки жидкостью осу шествляется за счет перемещения поршня в цилиндре. О бъ ем лунки измеряется по положению граду иро -ванного штока поршня. Вес вынутого из лунки грунта определяется взвешиванием на технических весах.

13

Ршс.4. Кинематическая схеме мехе -низнрованного прибора для стандартного уплотнения крупнообломочных грунтов:

1-автоматический счетчик количест -ва ударов СК-1; 2-электродвигатель; З-падаюшнй груз; 4-т рос о блочный механизм подъема и опускания штанги вместе с грузом при выполнении подготовительных операций; 5- кулачок подъема и сброса груза; 6-наховальня, выполненная заодно со штангой; 7- направляющая штанга; 8-штамп,закреп -ленный неподвижно на конце штанги; 8-разборная форма; 10-звеэдочхи поп -ных передач; 11-тяги-шатуны; 12-червячный редуктор

Метол пробной укатки

27.    Степень уплотнения каркасного грунта следует считать достаточной, если полная величина осадки поверхности слоя грунта, накопленная в результате действия уплотняющего механизма, составляет 10-12% его первоначальной мощности для переходного слоя и 8-10% для остальной части насыпи.

28.    Для пробной укатки крупнообломочных грунтов могут быть использованы любые тяжелые уплотняющие машины, имеющиеся в распоряжении строительной орга -низадии (катки на пневматических шинах, вибрационные катки, трамбующие и вибротрамбующие машины).

29.    Пробную укатку выполняют следующим образом . После отсыпки и разравнивания некоторого слоя крупнообломочного грунта нивелируют его поверхность по металлическим маркам или по отдельным обломкам. После этого грунт укатывают уплотняющим механизмом. Нивелирование поверхности осуществляют после каждого прохода машины. Полученные данные обрабатывают и рассчитывают величину полной осадки поверхности слоя грунта.

Число требуемых проходов уплотняющей машины устанавливают из условия достижения требуемой средней осадки поверхности слоя грунта в соответствии с положениями п.27.

В случае, если требуемая величина осадки поверх -ности не достигается при уплотнении данным механиз -мом, его заменяют более эффективным.

УДК 625.731.22:024.131.211:624.138

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ НАСЫПЕЙ, ВОЗВЕДЕН -НЫХ ИЗ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ. Союз-дорнии, М., 1972.

"Методические рекомендации" обобщают результаты научно-исследовательских и эксперименталь -ных работ, проведенных в Союздорнии и его Ленинградском филиале в 1969-1971гг.

Степень уплотнения крупнообломочных грунтов предлагается оценивать в зависимости от их состава и расположения в конструкции насыпи земля -ного полотна следующими методами: методом пробного динамического нагружения; методом лунок с применением балонного плотномера; пробной укат -кой тяжелым уплотняющим оборудованием.

Изложены основные принципы и методика контроля перечисленными способами.

Табл.-1, рис.-4.

УДК 625.731.22:824.131,211:024.138

Предисловие

Строительство автомобильных и железных дорог в горных районах связано, как правило, с необходимостью возводить земляное полотно насыпей из скальных    и

Крупнообломочных грунтов различного состава и генезиса.

При этом обычно, кроме технологических трудностей, связанных с разработкой, отсыпкой, разравниванием и уплотнением скальных грунтов, возникает затруднение в оценке степени их уплотнения, поскольку существующая "Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог" ВСН 55-69 дает указания и рекомендации лишь для грунтов, содержащих крупнообломочный материал в количестве не более 30% по весу.

Выполненные Союздорнии в последние годы полев ы е и лабораторные исследования, а также анализ отечест -венного и зарубежного опыта строительства автомобильных дорог позволили разработать настоящие "Методи -ческие рекомендации по оценке степени уплотнения насыпей, .возведенных из крупнообломочных грунтов".

В работе принимали участие Ленинградский филиал Союздорнии и ЦНИИС. В процессе разработки были апробированы в основном три способа контроля степени уплотнения насыпей: 1) метод пробного динамического нагружения; 2) метод устройства лунок ; 3) метод пробной укатки.

В "Методических рекомендациях" изложены основ -ные принципы и методика оценки степени уплотнения крупнообломочных грунтов в зависимости от их соста -

3

ва и расположения в конструкции насыпи земляного полотна.

'Методические рекомендации' составили кандидаты технических наук Э.МЛобров, И.П.Акишин, М.П.Костель-ов.

Все замечания и предложения просьба присылать по адресу: 143900, Московская обл., Балашиха-8, Союздор-нии.

ДИРЕКТОР СОЮЗДОРНИИ доктор технических наук профессор

В.В.Михайлов

Общие положения

1.    Устойчивость земляного полотна насыпей из крупнообломочных грунтов в основном определяется степенью их уплотнения.

Недостаточное уплотнение крупнообломочных грунтов в период отсыпки насыпей приводит к необходимости выдерживать земляное полотно в течение длительного времени перед устройством конструкции дорожной одежды в виду опасности ее разрушения за счет доупло т не н и я грунтов после открытия движения транспорта.

Во избежание проявления недопустимых деформаций осадок земляного полотна в процессе его сооружения должен быть обеспечен постоянный полевой контроль за качеством уплотнения крупнообломочных грунтов.

2.    Конструкция земляного полотна насыпей из крупнообломочных грунтов в соответствии с требования м и СНиП Ш-Д.5-62(п.3.76) и проведенными в Союздорнии в последние годы исследованиями должна предусматривать сооружение в верхней части насыпи переходного слоя мощностью 1м из грунта, содержащего обломки не крупнее 250 мм в количестве не более 15%.

Учитывая, что минимальная толщина слоя грунта, уплотняемого катками на пневматических шинах , состав -ляет 50 см, крупнообломочный грунт, используемый для сооружения остальной части, не должен содержать об -ломки крупнее 350мм в количестве не более 15%.

3.    При содержании в грунте частиц крупнообломоч -ной фракции ( > 2мм) менее 30% его требуемая плот -ность назначается и ее полевой контроль осуществляется в соответствии с требованиями ВСН 55-69.

4.    Требуемая степень уплотнения крупнообломочных грунтов, представленных неводостойкими породами или грунтами особых разновидностей (мергель, опока, мел , трепел и т.п.), назначается с учетом их изоляции от влияния погодно-климатических факторов в соответст-

5

вии с 'Предложениями по использованию грунтов особых разновидностей для возведения земляного полотна автомобильных дорог' (Союздорнии, 1969).

Классификация крупнообломочных грунтов

5.    Крупнообломочные грунты относятся к несдемен -тированным обломочным грунтам и представляют со б о й продукты естественного либо искусственного разрушения и смешения исходных сцементированных горных пород различного происхождения.

6.    Крупнообломочные грунты по гранулометрическо -му составу следует подразделять (рис.1) на три класса пород, различающихся по своим структурным и прочностным свойствам:

1 класс - грунт бескаркасный, если крупных обломков ( > 2мм) содержится менее 10% по весу (глина, суглинок, песок с включениями камней, валунов, гальки и т.п.);

П к л а с с - грунт с несовершенным каркасом, если крупные обломки ( > 2мм) составляют 10-65% по весу (каменистая глина, щебенисто-песчаная порода и

Т.П.);

Ш класс - грунт каркасный, если крупнообломоч -ной фракции ( > 2мм) содержится более 65% по весу (валуны с глиной, щебень с суглинками, дресва, галька и т.п.).

7.    Крупнообломочные грунты П класса следует под -разделять (см.рис.1) на две категории:

1)    связные, если заполнитель ( >-    2мм)-    глинистая

или суглинистая порода;

2)    сыпучие, если заполнитель (    >    2мм)    -    песчаный

грунт.

8.    В зависимости от преобладания той или иной крупнообломочной фракции в составе скелетного материала крупнообломочные грунты (по п.6) можно разделить на разновидности:

6

а)    грунт дресвяный (при окатанных частицах - гра -вийный), если вес частиц фракции 2-10мм составляет более 50%;

б)    грунт щебенистый ( при окатанных час -тицах - галеч -никовый), если вес частиц фракции 10-200 мм составляет бо -лее 50%;

в)    грунт каменистый (при окатанных об -ломках - валунный), если вес обломков круп -нее 200 мм составляет более 50%*).

9. Свойс т в а

грунтов 1 клас-Рис.1. График - треугольник для оценки клас-

_R лгнлпнли ^са крупнообломочных грунтов по их грануло -са в основном    метрическому    составу

определя ю т с я

свойств ами

мелкоземной части, в связи с чем к ним примени м ы обычные методы контроля плотности и методика уста -новления ее требуемой величины.

^Настоящая классификация крупнообломочных грун -тов представляет собой развитие классификации, приня -той в СНиП П-Д.5-62 (а также проекте СНиП П-Д.5-70). Как известно, между этой классификацией и предусмотренной СНиП 1-Д.2-/0, а также ГОСТ 8268-62Г и ГОСТ 8267-64 классификацией гравийных и песчаных материалов как продуктов переработки горных пород имеют с я некоторые расхождения.

7

10.    Грунты Ш класса представляют собой крупнообломочный грунт, в котором крупные обломки ( ^2мм) в большинстве своем находятся во взаимном контакте и зацеплении. При этом песчано-глинистый заполнитель (мелкозем) не влияет на их физико-механические свойства. Основной особенностью грунтов этого класса следует считать их высокую деформируемость при воздей -ствии динамических нагрузок.

11.    Грунты П класса представляют переходную разность между грунтами 1 и Ш классов. Основной их особенностью следует считать зависимость поведения под нагрузкой как от грубообломочной фракции, так и от свойств мелкоземного заполнителя.

Оценка степени уплотнения грунта

12.    При назначении способа оценки степени уплотнения крупнообломочных грунтов следует учитывать:

а)    класс грунта по п.6;

б)    разновидность грунта по п.8.

13.    Степень уплотнения крупнообломочных грунтов П и Ш классов всех разновидностей следует оценивать методом пробного динамического нагружения через жесткий штамп путем сравнения полученной остаточной деформации его осадки с допустимой.

14.    Степень уплотнения грунтов П класса дресвяных (или гравийных), а также щебенистых (или галечнико -вых), до максимального размера частиц 60мм, можно оценивать по объемному весу скелета грунта, отнесен -ному к максимальной плотности при стандартном уплотнении.

15.    При отсутствии штампового оборудования (смя.13 и п.14) степень уплотнения крупнообломочных грунтов П и Ш классов следует устанавливать методом пробной укатки, регистрируя при этом либо величину осадки поверхности уплотняемого слоя грунта после каждого

прохода уплотняющего механизма, либо объемный вес скелета грунта.

Требуемая степень уплотнения грунта и оборудование

Метод пробного динамического нагружения

16.    Степень уплотнения крупнообломочного г рунта оценивают по величине осадки штампа диаметром 40-50 см h , полученной при его 20-кратном нагружении динамической нагрузкой интенсивностью 0,5 кгс/см^, путем сравнения ее с допустимой осадкой

on •

17.    Допускаемая величина осадки штампа    зави

сит от расположения слоя грунта в конструкции насыпи и принимается в первом приближении в соответствии с требованиями таблицы.

Конструктивный элемент насыпи	Допускаемая величина осадки штампа, % от его диа -
	метра
Переходный слой мощностью 1м	0.4
Средняя и нижняя часть	0,6

18.    Степень уплотнения крупнообломочного грунта во всех конструктивных элементах насыпи следует считать достаточной, если среднее значение достаточной осадки штампа, полученной по результатам всех пробных многократных динамических нагружений по всему участку, не превосходит соответствующих допускаемых вел и чин Цуп в соответствии с требованиями п.17.

19.    Общее количество пробных штамповых испытаний на участке следует назначать из расчета три испыта -ния на поперечник. При этом расстояния между поперечниками следует назначать не более 100м, а общее количество поперечников на участок должно быть не менее трех.

9