Пробного уплотнения грунта укаткой

Объект ___________________________________________________________
Участок ___________________________________________________________
Привязка к трассе: км ________________________________ ПК ____________________
Дата проведения работ ______________________________________________________
Погодные условия:
температура воздуха ________________________________________________________
осадки ___________________________________________________________
скорость ветра _____________________________________________________________
место разработки грунта _____________________________________________________
Способ разработки и перемещения ____________________________________________
Способ разравнивания и планировки ___________________________________________
Данные по предварительному уплотнению и способу его __________________________ ___________________________________________________________
Гранулометрический состав (мм)
>2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005
Пластичность: граница текучести __________________________________________
граница пластичности ____________________________________________________
число пластичности _____________________________________________________
Максимальная плотность сухого грунта основания площадки
_______________ и грунта насыпи _______________
Оптимальная влажность грунта основания площадки и грунта насыпи _____
Среднеарифметическое значение величины плотности сухого грунта основания ______________
Требуемая величина коэффициента уплотнения ____________________
Среднеарифметическое требуемое значение величины плотности сухого грунта при пробном уплотнении _________________
Толщина пробного слоя грунта в плотном теле

 

Журнал

Контроля плотности грунта в процессе

Пробного уплотнения

Результаты контроля плотности грунта в процессе пробного уплотнения при количестве проходов катка по одному следу
Глубина контроля от поверх- ности слоя, см	N точек	0				4				8
		, г/см	, %	, г/см	, г/см
		1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4
	1
	2
	3
	4
	5
	6

 

Примечание. - частные значения величины влажности грунта пробного слоя; - частные значения плотности грунта; - частные значения плотности сухого грунта; - среднеарифметическое значение величины плотности сухого грунта; - количество проходов катка по одному следу, назначаемое в соответствии с рекомендуемым приложением 2.

 

Результаты пробного уплотнения

Характеристика применяемого пробного уплотнения катка	Наименование грунта	Весовая влажность , % (среднеариф- метическое значение)	Относи- тельная влажность	Рациональный режим уплотнения при требуемом коэффициенте уплотнения		Возможные режимы уплотнения при требуемом коэффициенте уплотнения
				Опти- мальная толщина слоя, см	Количество проходов по одному следу	Толщина слоя, см	Количество проходов по одному следу
Тип катка _____ ______________
Марка ________
Масса, т ______
Тип шин ______
Давление воздуха в шинах, МПа ______________
Удельное давление на кулачки ______, МПа
Размер окна решетки ______, см
Диаметр прутка решетки ______, см
Частота колебаний ___, Гц

 

Примечание. Толщину слоев в таблице следует указывать в плотном теле.

 

Главный инженер ПТО _________________________________________________

 

Начальник Центральной лаборатории ____________________________________

 

Исполнитель _________________________________________________________

 

Приложение 14

Методы ускоренного контроля качества уплотнения грунтов

 

 

Плотномер пенетрационного типа СП конструкции Союздорнии

Плотномер пенетрационный статического действия (СП) предназначен для ускоренного операционного контроля качества уплотнения грунтов земляного полотна при строительстве автомобильных дорог. Плотномер СП пригоден для работы на немерзлых мелких и мелких пылеватых песках, супесях, суглинках и глинах всех видов при наличии в них не более 15% включений крупнее 2 мм при плотности 0,8-1,02 максимальной величины и влажности 0,85-1,2 оптимальной влажности , определяемых методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-77 “Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности ”. Плотность определяется в долях от требуемого коэффициента уплотнения. Плотномер СП позволяет также установить отклонения фактической влажности грунта от оптимальной. В качестве контролируемого параметра измеряется удельное сопротивление грунта пенетрации (показатель пенетрации).

 

Для определения плотности и влажности грунтов земляного полотна плотномером СП необходима предварительная тарировка прибора. Тарировка проводится в полевой лаборатории для каждого вида грунта.

 

Плотномер - пенетрационный, статического действия СП (рис.1), состоит из штока 4 с рабочим наконечником 5. Через жесткое динамометрическое кольцо 3 шток связан с рукоятками 1. Деформация динамометрического кольца, возникающая при вдавливании рабочего наконечника в процессе пенетрации в грунт, измеряется индикатором 2 часового типа ИЧ-001 (ГОСТ 577-68* “Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм”), размещенным внутри кольца. Динамометрическое кольцо и индикатор являются силоизмерительным устройством прибора СП. При изменении вертикального усилия сжатия от 100-600 Н величина упругой деформации кольца составляет примерно 0,01-1,0 мм и соответствует одному обороту стрелки индикатора. Детали прибора выполнены из цветных металлов или стали с антикоррозионным покрытием. Динамометрическое кольцо изготовлено из стали марки Ст.45 с последующей термообработкой.

 

 

Рис.1. Плотномер пенетрационный статического действия СП

 

 

Техническая характеристика

 

Тип	пенетрометр статического действия
Общая масса, кг	2,5
Габаритные размеры, мм:
длина	810
ширина	290
Параметры рабочего наконечника:
форма	цилиндрический плоский
длина, мм	80
диаметр основания, мм	8,0 (11,3)
площадь “ , см	0,5 (1,0)
Продолжительность определения плотности в одном месте (по среднему из трех измерений), мин	5-8
Обслуживающий персонал, чел	1
Относительная погрешность измерения, %:
коэффициента уплотнения	4,0
относительной влажности	5,0

 

Для определения величины сопротивления пенетрации, соответствующей данному показанию индикатора, проводят предварительную градуировку динамометрического кольца. Нагрузку, имитирующую усилие, прикладываемое к рукояткам, создают на гидравлическом прессе или на рычажном приспособлении. Нагружение осуществляют ступенями через 98Н (10 кгс) от 0 до 588Н (60 кгс). На каждой ступени нагружения снимают показания индикатора. Затем проводят последовательную разгрузку и вновь фиксируют показания индикатора. Результаты градуировки записывают в следующей форме:

Действительная нагрузка , Н (кгс)	Показания индикатора, 10  мм
	при нагружении	при разгрузке
0
588(60)

 

По данным измерений строят градуировочный график, прилагаемый к паспорту прибора СП. Градуировку силоизмерительного устройства проводят не реже 1 раза в год.

 

Тарировку плотномера СП проводят в полевой грунтовой лаборатории на образцах грунта, подлежащего контролю плотности - влажности. Отбор и подготовку проб грунта следует проводить в соответствии с требованиями, предъявляемыми при определении их максимальной плотности (ГОСТ 22733-77 ). Масса средней пробы грунта, отбираемого для испытаний, должна составлять 15-20 кг.

 

Тарировку осуществляют в два этапа. На первом этапе определяют максимальную плотность грунта в соответствии ГОСТ 22733-77 . Плотномером СП последовательно фиксируют показатели пенетрации образцов при каждом уровне влажности и полной стандартной работе уплотнения. Отбор проб грунта для контроля влажности из стандартного образца проводят после его испытания на сопротивляемость пенетрации. Значение сопротивления пенетрации определяют по градуировочному графику. Показатель пенетрации

 

, (1)

 

 

где - прилагаемое усилие при погружении наконечника в грунт на заданную глубину, Н (кгс); - площадь основания наконечника, см .

Пенетрацию образцов грунта проводят в следующем порядке.

 

На открытую зачищенную поверхность готового образца вертикально устанавливают прибор. Вращением шкалы выводят на “0” стрелку индикатора и вручную с помощью рукояток плавно заглубляют рабочий наконечник прибора на всю длину с постоянной скоростью. Время заглубления должно составлять примерно 10-12 с. Прилагаемое вертикальное усилие характеризуется величиной деформации кольцевой пружины и фиксируется по отклонению стрелки часового индикатора. На каждом образце испытание повторяется в трех точках. За расчетную принимают среднюю арифметическую величину показателя пенетрации .

 

По результатам испытаний строят график зависимости показателя пенетрации от влажности при полном стандартном уплотнении. Эта зависимость обычно близка к линейной (рис.2, прямая ). Для наглядности график рекомендуется строить под кривой стандартного уплотнения (ГОСТ 22733-77 ), принимая масштабы относительной и абсолютной влажности на осях абсцисс одинаковыми.

 

 

Рис.2. Зависимость показателя пенетрации от влажности

при стандартной работе уплотнения

На втором этапе тарировки проводят испытание образцов грунта с постоянной влажностью, равной или близкой к оптимальной. С этой целью влажность пробы грунта массой 10 кг доводят до общей постоянной влажности, равной ±1,0%. Из данной пробы готовят четыре образца различной плотности путем послойного (тремя слоями) трамбования грунта в кольце прибора Союздорнии. Количество ударов трамбовки при изготовлении первого образца составляет 45, второго - 60, третьего - 75, четвертого - 90. После трамбования определяют плотность (коэффициент уплотнения) каждого образца согласно п.5.4 ГОСТ 22733-77 .

 

Образцы испытывают плотномером СП в трех точках по методике, описанной для первого этапа тарировки. Результаты измерений записывают в таблицу. На их основе строят график зависимости показателя пенетрации от величины коэффициента уплотнения при постоянной влажности (рис.3).

 

 

Рис.3. Изменение показателя пенетрации от коэффициента уплотнения при оптимальной влажности

По данному графику определяют показатели пенетрации и для =0,95 и =0,98 соответственно. На график рис.2 наносят точки и , соответствующие найденным значениям , и величине относительной влажности , равной влажности испытываемых образцов на втором этапе тарировки. На прямой (см. рис.2) отмечают точки показателей пенетрации для значений =0,95 и =0,98 ( , ). Точки, которым соответствуют равные величины , соединяют прямыми линиями. Области, ограниченные линиями б и в и отрезком прямой , определяют зоны с заданными интервалами плотности и служат для определения по величине .

 

Полученный комплексный тарировочный график для данного грунта является рабочим и может быть использован непосредственно при полевом контроле.

 

При операционном контроле качества уплотнения земляного полотна плотномером СП следует систематически проверять влажность грунта. Влажность рекомендуется определять в полевой лаборатории для грунтов каждого отсыпаемого слоя ежесменно.

 

С этой целью из данного слоя грунта на глубине около 10 см отбирают пробу грунта, из которой приготавливают образец в приборе стандартного уплотнения Союздорнии в соответствии с п.5 ГОСТ 22733-77 . Готовый образец испытывают плотномером СП по методике, изложенной в разд.4.

 

По результатам испытаний рассчитывают среднее значение показателя пенетрации . По построенному для данного грунта графику зависимости показателя пенетрации от влажности при стандартном уплотнении (см. рис.2, линия ) определяют относительную влажность грунта.

 

Проверку влажности грунта указанным методом следует проводить 3 раза с определением среднего арифметического значения.

 

Для операционного контроля качества уплотнения грунтов на обследуемом поперечнике в соответствии с нормативными требованиями подготавливают три-пять площадок размером 20x20 см. Перед измерениями снимают верхний слой грунта толщиной 5 см. Прибор устанавливают перпендикулярно к поверхности площадки и вращением шкалы выводят на “0” стрелку индикатора. Вручную с помощью рукояток плавно задавливают рабочий наконечник прибора в грунт с постоянной скоростью. Время его заглубления на всю длину должно составлять примерно 10-12 с. На одном месте данную операцию повторяют 3-5 раз, при этом расстояние между точками задавливания должно составлять 7-10 см. По результатам измерений подсчитывают среднюю арифметическую величину показателя пенетрации. Показатели, отличающиеся от среднего более чем на 30%, не учитывают.

 

По найденной величине сопротивления пенетрации и измеренной ранее влажности грунта по тарировочному графику (см. рис.2) находят фактическое значение коэффициента уплотнения.

 

Показатели пенетрации, получаемые при обследовании земляного полотна и соответствующие им значения коэффициентов уплотнения и относительной влажности, регистрируют в журнале.

 

Портативный плотномер-пенетрометр

Портативный плотномер-пенетрометр конструкции Белдорнии (рис.4) для определения плотности песчаных и глинистых грунтов состоит из корпуса, опорной площадки, сменных конусных наконечников, набора колец для получения различных глубин погружения конуса, рукоятки, устройства для измерения усилия вдавливания конуса в грунт и глубины погружения конуса. Угол при вершине конуса 30°, глубина пенетрации до 10 см, масса прибора до 2 кг.

 

 

Рис.4. Пенетрометр:

1 - конус; 2 - кольца; 3 - опорная площадка; 4 - шкала; 5 - корпус; 6 - силоизмерительное устройство; 7 - рукоятка; 8 - движок

 

Испытания проводят при нескольких различных глубинах погружения конуса в грунт. С этой целью на выровненную и зачищенную поверхность грунта укладывают друг на друга два-три кольца общей высотой 40-60 мм. По центру колец устанавливают пенетрометр и постепенно в течение 15-20 с вдавливают его в грунт до тех пор, пока опорная площадка не прижмется к верхнему кольцу. Второе и последующее вдавливания пенетрометра проводят в этой же точке, но при каждом испытании снимают по одному кольцу. Последнее испытание производят без колец. Таким образом получают три-четыре точки с различными значениями усилия вдавливания и глубины пенетрации . Снятие отсчета при испытаниях песчаных грунтов производят через 5-10 с после вдавливания конуса, при испытаниях глинистых грунтов через 20-30 с.

 

Глубина погружения конуса в грунт

 

, (1)

 

 

где отсчет по шкале для данной ступени нагружения, см; - расстояние по вертикали от вершины конуса до низа опорной площадки, см; - высота колец для данной ступени нагружения, см; - начальный отсчет по шкале, см.

Величина усилия вдавливания при погружении конуса на глубину определяется величиной растяжения пружины, которая связана с показаниями шкалы прибора. По известному для данной пружины по тарировочному графику определяют .

 

Для каждой глубины погружения конуса вычисляют удельное сопротивление пенетрации

 

. (2)

Для глинистых грунтов в качестве показателя пенетрационных испытаний используют удельное сопротивление пенетрации . В качестве расчетного значения удельного сопротивления пенетрации для полученных в данной точке частных значений для каждой глубины погружения конуса принимают среднее арифметическое значение :

 

. (3)

Для песчаных грунтов в качестве показателя пенетрационных испытаний используют удельное сопротивление пенетрации (в кгс/см ), которое при четырех ступенях нагружения вычисляют по формуле

 

, (4)

 

 

где - усилия вдавливания при глубине погружения конуса соответственно .

Глинистые грунты испытывают в двух состояниях: в исходном и после дополнительного уплотнения. Испытания производят по методу двух пенетраций. Первую пенетрацию осуществляют для исходного состояния уложенного в насыпь грунта, вторую - после дополнительного уплотнения грунта нагрузкой, эквивалентной нагрузке стандартного уплотнения. Дополнительное уплотнение грунта производят 12 ударами трамбовки по одному следу. Параметры трамбовки: диаметр штампа 155 мм, масса груза 5 кг, высота падения груза 50 см. Допускается дополнительно уплотнять грунт трамбовкой прибора Союздорнии для стандартного уплотнения (ГОСТ 22733-77 ); количество ударов принимают равным 40.

 

По результатам двух пенетраций по формуле (3) вычисляют удельное сопротивление пенетрации для первой пенетрации и - для второй.

 

Коэффициент уплотнения и влажность глинистых грунтов по результатам пенетрационных испытаний методом двух пенетраций определяют по номограмме (рис.5). Для этого сначала по известному значению (верхняя горизонтальная ось) определяют показатель консистенции (вертикальная ось справа) и далее по отношению (нижняя горизонтальная ось) и полученному значению находят коэффициент уплотнения (вертикальная ось слева).

 

 

Рис.5. Номограмма для определения коэффициента уплотнения и влажности глинистых грунтов по результатам пенетрационных испытаний методом двух пенетраций

Погрешность определения по номограмме не превышает 3%.

 

По результатам второй пенетрации с помощью номограммы (см. рис.5) определяют область значений влажности грунта по отношению к оптимальной в зависимости от требуемых коэффициентов уплотнения.

 

Если полученное значение находится в зоне - влажность грунта в пределах оптимальной, если - влажность грунта меньше оптимальной и требуется его увлажнение, если - влажность грунта больше оптимальной и требуется его подсушивание.

 

Для определения коэффициента уплотнения песчаных грунтов используют графики (рис.6 и 7) зависимости коэффициента уплотнения от удельного сопротивления пенетрации и гранулометрического состава, характеризуемого коэффициентом неоднородности для песков средней крупности (  и диаметры частиц, соответствующих ординатам 10 и 60% на кумулятивной кривой) и содержанием частиц диаметром менее 0,1 мм для пылеватых и мелких песков. Погрешность определения - не более 0,015.

 

 

Рис.6. Номограмма для определения коэффициента уплотнения пылеватых (1) и мелких (2) песков по результатам пенетрационных испытаний (цифры на кривых - процентное содержание частиц, прошедших через сито диаметром 0,1 мм)

 

 

Рис.7. Номограмма для определения коэффициента уплотнения песчаных грунтов средней крупности и крупных по результатам пенетрационных испытаний:

1-4 - пески средней крупности соответственно с =4; 3,5; 3,0; 2,5; 5 - пески крупные для любых значений и пески средней крупности с =2

 

 

Динамический зонд-плотномер Белдорнии

 

Динамический плотномер (рис.8) состоит из штанги с конусным наконечником, направляющей с ограничителем высоты подъема гири, наковальни и гири. Масса гири 2,5 кг, площадь основания конуса 2 см , глубина зондирования 30 см от поверхности слоя.

 

Рис.8. Динамический плотномер:

1 - рукоятка; 2 - гиря; 3 - направляющая; 4 - штанга с конусным наконечником;

5 - наковальня

Испытания с помощью динамического плотномера производят следующим образом. На подготовленное для испытаний место устанавливают прибор и начинают забивать конусный наконечник. После забивки конуса на 20 см фиксируют количество ударов, необходимых для погружения конусного наконечника на последние 10 см глубины.

 

После забивки наконечника на 30 см прибор с помощью ручек извлекают и приступают к испытаниям в следующей точке. При необходимости проведения в одном месте нескольких параллельных испытаний расстояние между точками зондирования должно быть не менее 30 см. Масса гири 2,5 кг, площадь основания конуса 2 см , глубина зондирования - условное динамическое сопротивление грунта:

 

, (5)

 

 

где - масса гири, кг; - масса плотномера без гири, кг; - высота падения гири, см; - площадь поперечного сечения конуса, см ; - количество ударов, необходимое для погружения конуса на участке зондирования от 20 до 30 см; - глубина погружения зонда, соответствующая числу ударов см. Для данного случая =10 см.

Для определения плотности грунта по результатам динамического зондирования используют предварительно построенные графики или корреляционные зависимости. Для песчаных грунтов коэффициент уплотнения можно определить по графикам (рис.9) в зависимости от . Погрешность определения не превышает 0,02.

 

 

Рис.9. Графики для определения коэффициента уплотнения песчаных грунтов по результатам динамического зондирования:

 

- для свежеотсыпанных насыпей; - для насыпей, возраст которых от 1 мес до 1 года

 

 

Определение плотности грунтов замещением объема

(метод лунки)

 

При наличии в грунте более 15% частиц крупнее 2 мм (обломочных или окатанных частиц, мерзлых комьев и т.п.), а также при возведении насыпей из каменных материалов контроль за уплотнением грунта целесообразно осуществлять методом замещения объема сухим песком.

 

Для этого заготовляют сухой песок, просеянный через сито с отверстиями 2 мм и не содержащий пылеватых и глинистых частиц (если такие частицы содержатся, их следует отмыть и песок высушить). Объем песка, подготовленного для измерения, должен быть замерен с точностью ±5 см .

 

На уплотненном слое грунта выравнивают небольшую площадку и выкапывают совком лунку объемом примерно 3-5 см . Диаметр лунки около 20 см, высота 10-15 см. Грунт из лунки собирают на поддоне и взвешивают на 10-20-килограммовых весах с точностью до 5 кг. При выкапывании лунки следует избегать смятия краев и боковых стенок лунки рабочим инструментом, что может привести к увеличению объема лунки и искажению получаемых результатов.

 

Объем лунки определяют следующим образом.

 

Над лункой устанавливают двойную жестяную воронку с диаметром основания 25 см (рис.10). В лунку и нижнюю воронку через верхнюю воронку насыпают сухой песок. Объем засыпаемого песка измеряют мерными стеклянными цилиндрами вместимостью 0,1-1,0 л с точностью до 5 см . Песок в мерный цилиндр насыпают через обычную воронку без встряхивания. Вычитая из общего объема засыпанного песка его объем, находящийся в воронке, получим объем песка в лунке, т.е. объем лунки. Разделив массу грунта, извлеченного из лунки, на его объем, определяют плотность влажного грунта. Аналогичный принцип используют в приборах, где вместо песка применяют жидкость, наливаемую в эластичный резиновый баллон.

 

 

Рис.10. Установка воронки над лункой

Для определения влажности необходимо высушить весь образец грунта, взятый из лунки, или, если это невозможно, определить влажность частиц грунта с диаметром менее 5 мм и внести поправку на содержание частиц крупнее 5 мм по формуле

 

,

 

 

где - оптимальная влажность для отсеянного грунта менее 5 мм, %;

- содержание крупных частиц, %.

 

Вместо подставляют полученное значение влажности или же принимают поправку по таблице.

 

Таблица

Содержание частиц крупнее 5 мм, %	Поправочные коэффициенты
	к максимальной стандартной плотности	к оптимальной влажности
5	1,02	0,95
10	1,04	0,90
15	1,06	0,85
20	1,08	0,80
25	1,10	0,75
30	1,13	0,70
40	1,15	0,65

 

Плотность сухого грунта рассчитывают после определения влажности по формуле

 

,

где - плотность влажного грунта, г/см ; - влажность грунта, %.

 

Приложение 15

 

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 515; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!