Контроль степени уплотнения грунтов при возведении земляного полотна (методы и приборы).

Оценка степени уплотнения грунта земляного сооружения производится по величине коэффициента уплотнения или плотности сухого грунта. Качество уплотнения определяют путем сравнения полученных значений с требуемыми по проекту или ТНПа.

Плотность сухого грунта в полевых условиях определяют объемно-весовым методом ( «метод режущего цилиндра»). Данный метод применяют для определения плотности однородных по гранулометрическому составу песчаных и пылевато-глинистых грунтов, не содержащих крупных включений.

Для отбора из уплотненного слоя образцов грунта ненарушенной структуры используют режущие кольца – пробоотборники с внутренним d не менее 70 мм и высотой h 0,5-0,8 внутреннего d. Толщина стенки кольца 1,5-3 мм, угол заточки наружного края – не более 30⁰. На подготовленную поверхность ставят режущее кольцо, смазанное вазелином. Заглубляют при помощи ударов молотком или специального ударника с падающим грузом. Осторожно извлекают, излишки грунта срезают, взвешивают с точностью до 1г и по формуле определяют плотность грунта: ,

где - масса грунта с режущим цилиндром и пластинками, г;

 - масса режущего цилиндра, г;

- масса пластинок, г.

Объем кольца = 500 см³.

По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности образца определяют плотность сухого грунта в уплотняемом слое , г/см3, по формуле:

.

Коэффициент уплотнения грунта Kу в соответствующем слое определяют по формуле:

где  — максимальная плотность сухого грунта, определенная в приборе СоюздорНИИ для стандартного уплотнения по ГОСТ 22733, г/см³.

Метод замещения объема (метод лунок). Применяют для определения плотности крупнообломочных грунтов, песчаных и пылевато-глинистых грунтов, содержащих крупные включения (гравия, щебня и т.д.). Применяется специальная аппаратура, позволяющая измерить объем сухого однородного песка, замещающего из лунки пробу грунта, или баллонный плотномер. Значение плотности влажного грунта находят делением массы грунта, удаленного из лунки (г) на объем лунки (см³). Для определения влажности грунта высушивают всю пробу грунта, взятую из лунки или, если это возможно, определяют влажность частиц грунта с d менее 10 мм, %, и вводят поправку на содержание частиц.

Метод взвешивания в воде. Используется плотнометр-влагометр системы Ковалева с объемом режущего цилиндра 200 см³  старой модификации для ускоренного определения плотности и влажности песчаных и глинистых грунтов с включениями более 2 мм до 10%. Для грунтов без включения крупных частиц допускается использовать прибор Ковалева новой модификации с объемом режущего цилиндра 100м³. 

Определение плотности грунта. Подготавливают площадку 30*30см, погружают в нее режущее кольцо. Его откапывают, излишки грунта срезают. Режущее кольцо переносят в нижнюю часть поплавка, который снизу герметично закрывается крышкой. Поплавок с сосудом погружают в ведро-футляр с водой, по шкале ВЛ снимают отсчет плотности влажного грунта.

Определение плотности сухого грунта. После определения плотности грунта пробу грунта высыпают в латунный сосуд, наливают воду на 3/4 объема. В сосуде грунт перемешивают до однородной суспензии. Затем сосуд соединяют с поплавком и все вместе погружают в воду, налитую в ведро-футляр осле выхода пузырьков, сосуд устанавливают на поддон, поплавок погружают в воду, берем отсчет по шкале «Ч»(«П», «Г»).

Метод динамического зондирования. Метод ускоренного определения степени уплотнения грунтов динамическим зондированием по СТБ 1377 основан на принципе определения сопротивления грунта погружению зонда с коническим наконечником при забивке его последовательно возрастающим числом ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты.

Метод пенетрации. В основе метода лежит принцип определения сопротивления грунта при внедрении конического наконечника под действием статической нагрузки на глубину, меньшую, чем высота наконечника. Определение степени уплотнения грунтов методом статической пенетрации следует производить с помощью портативного пенетрометра.

Метод динамическогонагружения. Для операционного контроля качества уплотнения грунтов на строительной площадке может быть использован метод динамического нагружения ударами падающего груза посредством круглого жесткого штампа диаметром D, мм, при максимальном усилии Q, Н, и времени его действия t, с. Степень уплотнения определяют в слоях толщиной не более 30 см.

Устройство оснований и покрытий из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, укрепленных неорганическими вяжущими (смешением на месте, однопроходными машинами из готовых смесей, приготовленных в установках)

Приготовление смесей/ Смеси следует приготавливать, как правило, в смесителях принудительного перемешивания. Допускается приготовление смеси методом смешения на дороге.

Разгрузку и подачу материалов в приемные бункера дозаторного отделения смесительной установки следует выполнять погрузчиками или транспортерами, оборудованными питателями.

Количество воды в смеси должно обеспечивать ее оптимальную влажность при уплотнении с учетом потерь влаги при транспортировании и распределении. При температуре воздуха выше 20⁰С смесь при транспортировании автомобилями-самосвалами следует закрывать брезентом или полимерной пленкой.

Водные растворы химических добавок следует приготавливать на специальных смесительных установках, при необходимости с подогревом воды.

Продолжительность транспортирования смесей каменных материалов с цементом, начало схватывания которого не менее 2 ч, не должна превышать 30 мин при температуре воздуха во время укладки выше 20⁰С и 50 мин – при температуре воздуха ниже 20 ⁰С. Уплотнение смеси следует заканчивать до начала схватывания цемента.

Устройство оснований (покрытий). Основания (покрытия) из каменных материалов, укрепленных неорганическими вяжущими, следует устраивать, как правило, в сухую по­году при среднесуточной температуре воздуха не ниже 5 ⁰С.

Уплотнять материал слоя следует, как правило, катками на пнев­матических шинах или вибрационными катками. Число проходов катка по одному следу принимают равным соответственно 16 и 10 и уточняют пробным уплотнением слоев.

По окончании уплотнения следует производить отделку поверхности автогрейдером или профилировщиком с последующим уплотнением гладковальцовым катком массой 6-8 т за два-четыре прохода по одному следу.

Уход за основанием (покрытием), устраиваемым с использованием неорганических вяжущих, следует осуществлять в соответствии с требованиями

При устройстве вышележащего слоя дорожной одежды в день устройства основания (нижнего слоя покрытия) уход за ним не производится.

Движение построечного транспорта и устройство вышележащего слоя по основанию, устраиваемому с применением шлака и золы, разреша­ется сразу после окончания уплотнения.

Движение построечного транспорта и устройство вышележащего слоя по основанию (покрытию), устроенному с применением цемента в качестве основного вяжущего или добавки, разрешается только после достижения прочности не менее 70 % отпроектной.