Рубрика: Без рубрики

Уплотнение грунтов, из которых сооружается основание дорожной одежды, является технологическим процессом, в результате которого достигаются расчетная прочность, устойчивость и стабильность дорожной конструкции.

Возведение насыпей без послойного уплотнения грунтов (катками, трамбовками и т.п.) допускается в особых случаях: на болотах (ниже поверхности болота), в водоемах (подводная часть) и при использовании метода гидронамыва. В перечисленных случаях проект строительства дороги должен указывать, каким методом вместо послойного уплотнения обеспечивается требуемая стабильность насыпного грунта.

Отсыпка грунта в насыпь производится, как правило, от краев к середине слоями на всю ширину полотна, включая откосные части. В целях уплотнения грунта в краевых частях, прилегающих к откосу, ширина отсыпаемого слоя может быть больше проектного очертания насыпи на 0,3-0,5 м с каждой стороны.

Непосредственно перед началом работ по укреплению откоса излишний грунт снимают при планировке откосов и перемещают для досыпки обочин, устройства съездов, рекультивации дорожной полосы. Если после снятия излишнего грунта обнаружено недоуплотнение грунта на откосе, то производят дополнительное уплотнение, достаточность которого определяют повторными замерами. Укладка тротуарной плитки на песок также это учитывает.

Насыпь не уширяют при отсыпке из крупнообломочных и песчаных грунтов, не изменяющих существенно объема при уплотнении, а также при сооружении высоких насыпей или насыпей с откосами 1:2 и более пологих. Для этих случаев уплотнение откосов должно быть предусмотрено в качестве отдельной операции.

Каждый слой разравнивают с учетом продольного уклона поверхности насыпи. В поперечном сечении поверхность слоя планируется под односкатный или двускатный профиль с уклоном к бровке 20% для песчаных грунтов, 40% — для глинистых. Поверхность каждого слоя должна быть выровнена так, чтобы после уплотнения на ней не было углублений или возвышений более 50 мм, и чтобы во время дождя не образовывались лужи. Ровность поверхности слоев проверяют визирками или нивелированием.

Каждый последующий проход уплотняющей машины по одному следу не рекомендуется делать до тех пор, пока вся ширина земляного полотна не будет перекрыта следами предыдущего прохода уплотняющей машины (на насыпях шириной более 20 м допускается продольное деление захваток).

На трелевочных работах следует использовать специальные трелевочные тракторы. Без них строительство автомобильных дорог невозможно.

При валке леса в лесной местности с большими объемами работ следует руководствоваться нормами лесозаготовительных предприятий. Это учитывает и строительство промышленных территорий.

На участках просек с кустарниками и мелколесьем при толщине стволов до 10 -15 см расчистку дорожной полосы можно выполнять с помощью кустореза с последующим сбором срезанных кустов и деревьев и удалением корней с помощью корчевателя-собирателя или бульдозерно-рыхлительного агрегата.

Пни допускается оставлять в основании земляного полотна, предназначенного для капитальных, облегченных, переходных и низших типов дорожных одежд на дорогах III—V категорий при насыпях высотой более 1,5 м, а также в тех случаях, когда проектом предусмотрена полная расчистка дорожной полосы (переходы через болота, неустойчивые склоны и т.п.). При насыпях высотой от 1,5 до 2,0 м пни должны быть срезаны вровень с землей, а при насыпях высотой более 2,0 м — на высоте 10 см от земли.

Возможность оставлять пни в полосе расчистки за пределами основания земляного полотна (резервы, кавальеры, бермы, выемки) должна быть определена проектом с учетом назначения территории, видов, применяемых для разработки грунта машин, необходимости удаления плодородного слоя почвы и т.д.

Корчевку пней следует выполнять корчевателями-собирателями, а при небольших объемах — бульдозерами. При корчевке крупных пней с сильно развитой корневой системой в целях облегчения корчевки корни подкапывают и подрубают. Особо крупные пни целесообразно корчевать взрывным способом, для чего привлекают специалистов, имеющих право выполнять буровзрывные работы. Это такая же непростая работа, как и механизированная укладка.

Удаление корней после корчевки пней и срезки кустарника и мелколесья осуществляется корчевателем-собирателем. Оставшиеся после корчевки ямы засыпают с послойным уплотнением грунта. После удаления корней и снятия растительного слоя вся поверхность основания под насыпь должна быть спланирована и тщательно уплотнена тяжелыми катками.

Камни (валуны), мешающие возведению земляного полотна, должны быть удалены корчевателями-собирателями или бульдозерно-рыхлительными агрегатами. Для захвата и перемещения крупных камней следует использовать цепи или захватные приспособления.

Когда идет строительство автомобильных дорог, трамбование применяют для уплотнения грунтов естественных оснований, при доуплотнении существующих насыпей без их разборки, в стесненных местах. Этим способом можно уплотнять грунты слоями большой толщины за один-два прохода машины. Метод трамбования позволяет получить плотность грунтов значительно выше максимальной стандартной плотности, уплотнять грунты при влажности выше и ниже допустимых пределов. Трамбование можно использовать для уплотнения прочных комковатых грунтов, в том числе и крупнообломочных.

При выборе уплотняющей машины следует отдавать предпочтение самоходным механизмам непрерывного действия. Их использует и укладка тротуарной плитки под ключ. Трамбующие плиты, подвешенные к крану-экскаватору, можно применять в том случае, если отсутствуют другие машины. 

При уплотнении слоев большой толщины (от 1 до 2 м) для уплотнения грунтов пониженной влажности, а также для достижения плотности грунтов выше стандартной максимальной плотности используются свободно падающие с высоты от 2-3 до 5-6 м трамбующие плиты массой от 2-3 до 12-15 т, которые подвешиваются к стреле крана-экскаватора соответствующей грузоподъемности. Для плиты массой 2-3 т необходим экскаватор с ковшом вместимостью не менее 0,5-0,7 м3, для плиты 12-15 т — не менее 1,25 м3. При этом толщина уплотняемого слоя грунта примерно равна диаметру подошвы плиты. Мощение тротуарной плиткой также это учитывает.

Уточнение технологических параметров трамбования производится по данным пробного уплотнения.

С целью снижения динамических нагрузок на экскаватор и предотвращения преждевременного износа его основных механизмов между трамбующей плитой и подъемным канатом-тросом устанавливают пружинную подвеску.

Рабочая скорость перемещения трамбующей машины со свободно падающими плитами на кране-экскаваторе зависит от вида и влажности грунта, а также от толщины уплотняемого слоя. Грунт при оптимальной влажности и толщине слоя, примерно равной диаметру подошвы плиты, рекомендуется уплотнять за один проход машины при скорости около 150 м/ч.

При использовании трамбующих плит на кранах-экскаваторах ширину полосы уплотнения следует принимать в пределах не более 1,5 радиуса действия стрелы.

Предварительное уплотнение целесообразно выполнять с уменьшением в 2 раза массы трамбовки или со снижением высоты падения в 4 раза.

Когда идет ремонт, строительство автомобильных дорог, на горизонтальных участках трассы целесообразно насыпи и выемки разбивать только на одной половине поперечника. Элементы другой половины поперечника закрепляют аналогично разбивке и закреплению первой его половины. Номера пикетов и плюсовых точек, а также глубина выемки должны быть обозначены надписями по оси трассы.

Для облегчения ориентировки при выполнении работ, во избежание перебора грунта над бровкой с помощью двух кольев над поверхностью земли устанавливают короткое откосное лекало соответственно заданной крутизне откоса, дающее начальное его направление.

Во время выполнения работ в выемках рекомендуется систематически проверять закрепление осевых точек. Когда выемку вырабатывают до плоскости, не доходящей на 0,2 — 0,3 м до проектной поверхности, разбивают основные точки поперечного профиля земляного полотна и кюветов.

При разбивке земляного полотна колышки с высотными отметками устанавливают таким образом, чтобы они сохранились неповреждёнными до конца земляных работ и сдачи их заказчику.

При разбивке дренажей особое внимание должно быть обращено на соответствие проекту уклона дна дренажных канав. Он так же важен, как и проект строительства дороги в целом.

При снятии и складировании плодородного слоя почвы (который представляет собой основание дорожного полотна) должны быть приняты меры, предотвращающие снижение ее качества — смешивание с подстилающими минеральными слоями, загрязнение, размыв, выдувание и т.п., а также по обеспечению водоотвода. При сроке складирования более года валы почвенного грунта укрепляют посевом трав или другими способами, предусмотренными проектом.

На площадях, предназначенных для притрассовых карьеров и резервов, до начала их разработки должны быть выполнены подготовительные работы, обеспечивающие непрерывность последующей эксплуатации. Нагорные канавы и другие водоотводные и дренажные сооружения следует устраивать в соответствии с проектом до начала разработки.

Плодородный слой почвы удаляют по мере подготовки поверхности к забою с заделом не более одного сезонного периода. Перед началом разработки карьера должны быть прокопаны выездная и разрезная траншеи, подготовлен рабочий забой. При выполнении работ в темное время суток зона производства работ должна быть освещена в соответствии с требованиями санитарных норм.

Когда ведется строительство дорог в России, при разбивке однослойных насыпей колышки с высотными отметками должны находиться на оси насыпи. Кроме того, колышки с высотными отметками устанавливают за пределами резервов на обрезах.

Проектную отметку дна корыта по оси насыпи определяют в соответствии с ТКП 200-2009. На колышках высотной разбивки, выносимых за пределы зоны производства работ, отмечают проектную отметку дна корыта насыпи, разбивочную рабочую отметку дна корыта насыпи по оси насыпи с учетом коэффициента уплотнения и проектную отметку высоты насыпи на бровке.

При разбивке насыпей, возводимых в несколько слоев, рекомендуется применять переносной шаблон, который позволяет определять положение основания насыпи, откосов и бровок земляного полотна. Того же самого требует укладка тротуарной плитки под ключ.

Заменяя рейки, можно разбивать земляное полотно по слоям, отмечая высоту каждого отсыпанного слоя. Шаблон рекомендуется применять при отсыпке насыпей бульдозерами из боковых резервов. При этом ставить шаблоны рекомендуется через 20 м по длине насыпи.

Шаблон устанавливают по уровню, для чего на нем предусмотрена специальная полка. Вешки, выставленные на обрезах и отмечающие рабочие отметки по оси, необходимо сохранять до окончания работ по возведению насыпи. Выдвижной переносной шаблон позволяет исключить необходимость многократного восстановления разбивки земляного полотна при одновременной работе различных машин специализированного отряда. Такие машины может использовать мощение, дорожек площадок.

Уклон откосов насыпи на косогорах обозначают откосными лекалами, устанавливаемыми по будущей линии пересечения откосов насыпи с поверхностью земли.

Откосное лекало имеет треугольную форму и состоит из трех шарнирно соединенных между собой планок: откосной (гипотенузы), вертикальной с отвесом и соединительной планки с уровнем. На одной стороне планки имеют отверстия, позволяющие устанавливать откосную планку с наклоном, равным проектной крутизне откоса.

Промежуточные рабочие отметки каждого поперечника (высоту вертикальной стенки корыта, рабочую отметку дна корыта у его бровки и т.д.) в процессе работ допускается определять c помощью визирок, реек и уровня. Обочины разбивают после устройства покрытия в соответствии с его высотными отметками.

Перед разработкой выемки точки разбивки выносят за пределы поперечного профиля на верхние бровки откосов.

Атмосферные осадки в виде дождя и тающего снега при гладком и достаточно водонепроницаемом покрытии (которое защищает основание дорожной одежды) стекают с него на обочины, затем по откосам — в боковые канавы или резервы. При интенсивных осадках стекающая вода может размывать обочины и откосы, переполнять боковые канавы, размывать их и проникать в земляное полотно, переувлажняя его.

В зимнее время вода, заполняющая поры грунта, при замерзании увеличивается в объеме и вызывает пучение земляного полотна. Это особенно характерно для ряда дорожно-климатических зон, что обязательно учитывает укладка тротуарной плитки.

Для того чтобы предохранить дорожную одежду от переувлажнения капиллярной и конденсирующейся водой и обеспечить устойчивость земляного полотна, в нем устраивают паро- и водонепроницаемые слои. Такие слои из материалов, обработанных органическими вяжущими или синтетических материалов препятствуют подъему воды по капиллярам и скоплению ее в верхней части земляного полотна, что защищает технологический слой дорожной одежды.

Комплекс сооружений для отвода воды объединяют под общим названием дорожный водоотвод, системы которого разделяют на две группы: 1) строительные; 2) постоянные. К первой группе относят сооружения и мероприятия по предохранению земляного полотна от увлажнения при его строительстве. Строительство выемок, канав и других сооружений ведут, начиная снизу вверх по уклону, чтобы вода могла стекать вниз, не задерживаясь на месте работ.

При сильном притоке грунтовых вод необходимы дренажные системы. Ко второй группе относят водоотводные канавы и лотки, обеспечивающие поверхностный водоотвод, глубокие дренажи для понижения уровня грунтовых вод, дренажи для перехвата грунтовых вод, дренирующие, паро- и водонепроницаемые, теплоизолирующие и морозоустойчивые слои.

Некоторые водоотводные сооружения являются неотъемлемой частью земляного полотна. К ним относят все сооружения поверхностного водоотвода, перехватывающий и глубокий дренажи, паро- и водонепроницаемые, капилляроперехватывающие слои.

Мероприятия, предназначенные для осушения и снижения глубины промерзания дорожной одежды, выполняют после возведения земляного полотна в составе работ по строительству дорожной одежды. К ним относят устройство дренажных и теплоизоляционных слоев, а также дренажей для осушения песчаного дренирующего слоя.

При равнинном или слабопересеченном рельефе возведение насыпей целесообразно осуществлять автогрейдерами, если насыпи имеют высоту до 0,75 м. Автогрейдеры использует и мощение территории.

В связи с относительно малой производительностью автогрейдеров, а также ухудшением строительных свойств грунта (размельчение и пересушивание) в результате разработки его тонкими слоями при перемещении из резерва в насыпь использование автогрейдеров может быть рекомендовано для дорог низших категорий при сравнительно небольших объемах работ.

Вырезание грунта автогрейдером в резерве и поперечное перемещение его в насыпь осуществляют круговыми проходами машин. Для уменьшения потерь времени на разворот машины в концах рабочей захватки длина захватки должна быть не менее 400-500 м.

Работы рекомендуется вести двумя захватками: на одной вырезать грунт из резерва и перемещать его в насыпь, на другой — планировать и уплотнять ранее отсыпанный слой грунта. По окончании возведения насыпи на первых двух захватках работы следует начинать на следующих двух и т.д.

Автогрейдеры, работающие на перемещении грунта, следует оборудовать удлинителями отвала. При работе в легких грунтах высоту отвала автогрейдера наращивают на 10-15 см. Для окончательной планировки откосов насыпи и резерва на грейдерный отвал следует монтировать откосник.

Бульдозеры наиболее эффективны при возведении насыпей высотой от 1 до 2 м из грунта боковых резервов. Они позволяют механизировать практически весь комплекс работ, за исключением окончательной планировки поверхности земляного полотна и выработанных боковых резервов, которые обычно выполняются автогрейдером. Укладка тротуарной плитки иногда так же нуждается в бульдозере.

В целях повышения производительности работы бульдозеров и уменьшения потерь грунта при перемещении из резерва в насыпь зарезание грунта следует производить в траншеях, располагаемых поперек резерва, оставляя перемычки между траншеями шириной до 1 м. Это учитывает строительство оснований дорожной одежды. Разработку траншей начинают на расстоянии от подошвы насыпи, обеспечивающем полный набор грунта отвалом бульдозера. Вырезанный грунт перемещают в насыпь до оси дороги. Каждое последующее зарезание начинают, отступая от начала предыдущего, но не дальше внешней кромки бокового резерва, а перемещаемый в насыпь грунт укладывают вплотную к уложенному ранее.

Катки на пневматических шинах — наиболее универсальные средства уплотнения грунтов. Это учитывает и механизированная укладка. Постепенное повышение удельного давления — одно из основных требований при уплотнении связных грунтов. Это обеспечивает получение плотной и прочной структуры грунта по всей толщине слоя.

На начальном этапе уплотнения связных грунтов давление в шинах катка не должно превышать 0,2-0,3 МПа. На заключительном этапе уплотнения давление в шинах должно соответствовать при уплотнении супесей 0,3-0,4 МПа, суглинков — 0,6-0,8 МПа. При уплотнении песков давление в шинах на всех стадиях уплотнения не должно быть больше 0,2-0,3 МПа.

Когда ведется строительство дорожных оснований, при предварительном уплотнении грунта более легким катком нагрузка на каждое колесо должна быть примерно в 2 раза меньше нагрузки на колесо основного катка.

Первый и последний проходы по полосе укатки следует производить на малой скорости передвижения катка (2,0-2,5 км/ч), промежуточные проходы — на большой скорости (8-12 км/ч).

Для достижения равномерности уплотнения грунта давление во всех шинах колес катка должно быть одинаковым. Наиболее равномерную плотность уплотняемого слоя насыпи обеспечивают секционные катки, у которых пневматические колеса с отдельными секциями для балласта имеют независимую подвеску. Уплотнение кулачковыми катками эффективно для связных грунтов, когда грунты в начале уплотнения рыхлые или комковатые.

Рекомендуются следующие оптимальные расчетные удельные давления на опорную поверхность кулачков при уплотнении грунтов, МПа: супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие — от 0,7 до 1,5; суглинки легкие пылеватые, суглинки тяжелые — от 1,5 до 4,0; суглинки тяжелые пылеватые, глины — от 4,0 до 6,0. Указанные значения относятся к грунтам оптимальной влажности. Строительство дорог в России придерживается этих рекомендаций.

Прицепные решетчатые катки наиболее эффективны при уплотнении крупнообломочных и гравелистых грунтов с мерзлыми комьями, так как они обеспечивают размельчение и однородную плотность по всей толщине уплотняемого слоя. Однако для окончательного уплотнения следует применять тяжелые катки на пневматических шинах и вибрационные катки.

Уплотнение грунта прицепными кулачковыми и решетчатыми катками выполняется круговыми проходами по рабочей захватке.

Строительство и ремонт дорог учитывает, что зарезание грунта и заполнение ковша скрепера производят только при прямолинейном движении тягача и скрепера. Для облегчения набора грунта в ковш скрепера, сокращения времени набора и достижения наибольшего заполнения ковша следует: резать грунт при движении машины на I передаче, обеспечивающей максимальное тяговое усилие, по возможности под уклон. В глинистых грунтах применять ребристо-шахматную схему зарезания грунта, а в сухих песчаных — гребенчатую схему, регулировать положение заслонки во время резания грунта.

Работу скреперов нужно организовывать колоннами в шесть-восемь и более машин, что обеспечивает лучшие условия работы скреперов и более полное использование сопутствующих машин (рыхлителей, катков и др.). Их применяет и укладка тротуарной плитки под ключ.

При работе прицепных скреперов на песках или на плотных и тяжелых грунтах, а самоходных скреперов — во всех случаях скреперные колонны следует обеспечивать тракторами или бульдозерами-толкачами соответствующей мощности, способствующими работе скреперов при резании грунта.

Для сокращения продолжительности рабочего цикла скрепера и повышения его производительности следует: совмещать операции подъема заслонки и опускания ковша и закрытия заслонки и подъема ковша, производя их во время движения скрепера. Поднимать ковш во время движения скрепера. Транспортировать грунт в насыпь при движении машины на III—V передаче, разгружать и укладывать грунт в насыпь при движении по прямой и возвращать скрепер в резерв после разгрузки на IV и V передаче. Производить резание грунта с максимально возможной толщиной стружки.

В начале разгрузки ковш должен быть опущен до просвета, равного толщине отсыпаемого слоя, а заслонка — поднята до отказа. Не допускается разгрузка грунта кучами, расположенными в одном месте. Когда ведется укладка тротуарной плитки на песок, это тоже важно учитывать.

При движении скрепера с одновременным разравниванием слоя создаются лучшие условия для уплотнения грунта и движения скрепера с повышенной скоростью.

Песчаные грунты нужно выгружать слоями толщиной от 10 до 15 см, а глинистые — от 20 до 25 см. Отсыпку слоя грунта следует производить способом «от себя», чтобы использовать проезд груженого скрепера для уплотнения ранее уложенных участков.

По окончании выгрузки грунта при движении скрепера в пределах отсыпаемой насыпи ковш с закрытой заслонкой оставляют на уровне выгрузки.

Когда идет строительство и ремонт дорог, в случаях, когда земляное полотно из несвязных грунтов не может быть отсыпано послойно (при пересечении болот, глубоких обрывистых оврагов и т.п.), в ряде стесненных мест (траншеи, прорези, колодцы), засыпанных песчаным грунтом, при устройстве вертикальных песчаных дрен и несущих свай или дренажных траншей в земляном полотне на болотах, а также при необходимости дополнительного увеличения плотности грунта, укладываемого способом гидромеханизации, применяют гидровиброуплотнение.

Оно ведется с помощью глубинного гидровибратора, через центральную полость которого под давлением 0,2-0,4 МПа подается вода в количестве 40-50 л на 1,0 м3 песка. При этом вибратор остается включенным при погружении и подъеме, а вода подается только при погружении. Воронки, образующиеся на поверхности насыпи после подъема вибратора, должны быть засыпаны тем же грунтом и уплотнены. Этого правила придерживается строительство дорог в России.

При устройстве выемок на макропористых просадочных (лессовых) маловлажных и очень влажных грунтах применяют глубинное уплотнение (при толщине слоя макропористого просадочного грунта от 4 до 20 м) и поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками (при толщине слоя до 4 м).

Глубинное уплотнение осуществляют за счет вытеснения грунта в стороны при устройстве скважин. Образовавшиеся скважины засыпают местным глинистым грунтом (супеси, суглинки) с его послойным глубинным уплотнением, которое выполняют в соответствии с требованиями проектной документации и с учетом применяемых технических средств. Не допускается использование дренирующих грунтов (песок, шлак и др.) для заполнения скважин. Строительство дорожных оснований это учитывает.

Поверхностное уплотнение просадочных макропористых грунтов выполняется трамбовками массой от 6 до 15 т, диаметр основания которых назначают исходя из удельного статического давления (в пределах от 0,025 до 0,035 МПа) и глубины уплотнения (1,2-1,3 диаметра основания трамбовки).

Уплотнение насыпей из крупнообломочного грунта следует выполнять тяжелыми уплотняющими средствами: катками на пневматических шинах с нагрузкой на колесо не менее 7,5 т, решетчатыми катками массой не менее 25 т, вибрационными катками массой не менее 6 т, трамбующими и вибротрамбующими машинами с ударным контактным давлением 0,1 МПа и более.