Добавки для укрепления грунтов. Укрепление грунтов цементом – надежность на годы. Укрепление железобетонными сваями

Главная / Автомобиль

Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт

(СОЮЗДОРНИИ)

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ С РАЗМЕЛЬЧЕНИЕМ ИХ С ПОМОЩЬЮ ДОБАВОК ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИЗВЕСТИ

Балашиха Московской области 1970 Для улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин грунтосмесителем Д-391 и фрезой Д-530 рекомендовано вводить при укреплении грунтов цементом или жидким битумом добавки ПАВ (ССБ и ОП-7 или ОП-10) и извести. Применение указанных добавок обеспечивает повышение однородности смеси и за счет этого увеличение водо- и морозостойкости укрепленного грунта, увеличение производительности за счет интенсификации процесса размельчения. Указана область применения добавок ПАВ и извести и требования к ним. Изложены технология проведения работ, техника безопасности при работе с химическими добавками и лабораторные методы определения расхода химической добавки.Табл.-2.

Предисловие

При укреплении тяжелых глинистых грунтов современными методами (цементом, битумом и комплексными способами) не всегда удается получить на производстве материал, по физико-механическим свойствам близкий к тому, который получают в лаборатории или на стенде. Проведенные за последние годы исследования Союздорнии показали, что требуемые физико-механические свойства укрепленных грунтов в значительной степени зависят от качества размельчения тяжелых суглинков и глин современными машинами (особенно фрезой Д-630). Размельченный таким образом грунт содержит большое количество крупных комков (агрегатов), что обусловливает неоднородность смеси по распределению вяжущего и является причиной пониженной водо- и морозостойкости укрепленного грунта. Для улучшения размельчения тяжелых грунтов в процессе работы фрезы Д-530 и грунтосмесителя Д-391 было предложено вводить в грунт поверхностно-активные вещества неиногенного типа (ПАВ) и известь. Результаты исследований и опытных работ на грунтах различных генетических типов показали целесообразность предлагаемых методов размельчения и легли в основу «Предложений по укреплению глинистых грунтов с размельчением их с помощью добавок ПАВ и извести». Настоящие «Предложения» составлены для широкого производственного применения рекомендуемой технологии. Предложения разработали канд. геол. - минерал, наук Л.Н. Ястребова и инж. Е.И. Путилин. Замечания и пожелания по «Предложениям» просьба направлять по адресу: Московская область, Балашиха-6 , Союздорнии. Зам. директора Союздорнии по научной работе кандидат технических наук Ю. Мотылев

Общие положения

1. Настоящие «Предложения» являются развитием и дополнением «Указаний по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» (СН 25-64) и «Технических указаний по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий» (ВСН 158-69) в части методов и технологии размельчения глинистых грунтов при укреплении их вяжущими материалами (цементом и жидким битумом). 2. Добавки химических веществ в соответствии с требованиями СН 25-64 и ВСН 158-69 вводят при укреплении тяжелых суглинков и глин вяжущими материалами. При использовании в качестве вяжущего цемента применяют добавки извести, каустической соды или легкорастворимых солей. При укреплении этих грунтов жидким битумом улучшают их гранулометрический состав скелетной добавкой (песком) и применяют добавку извести. 3. Эффективность этих методов (соответствие физико-механических свойств производственных смесей требуемым нормативам и обеспечение долговечности конструктивного слоя) достигается в том случае, если при строительстве оснований и покрытий грунты размельчены согласно требованиям СН 25-64. 4. Требования к степени размельчения глинистых грунтов при использовании линейных грунтосмесительных машин Д-391 и Д-530 с применением для укрепления рекомендуемых добавок не обеспечиваются в следующих случаях: - при укреплении тяжелых суглинков и глин в сухую и жаркую погоду в III , IV и V дорожно-климатических зонах, когда естественная влажность грунтов менее оптимальной для размельчения, с использованием фрезы Д-530 и грунтосмесителя Д-391; - при укреплении глин различных разновидностей с влажностью оптимальной для размельчения, с использованием фрезы Д-530 и грунтосмесителя Д-391; - при укреплении тяжелых суглинков с влажностью оптимальной для размельчения, с использованием Фрезы Д-530. 5. «Предложения по укреплению глинистых грунтов с размельчением их с помощью добавок ПАВ и извести» разработаны для районов строительства дорог, где основным типом местных грунтов являются тяжелые суглинки и глины, а карьеры песчаных и супесчаных грунтов находятся от места строительства на расстоянии более 5 км. 6. Применение добавок ПАВ и извести в процессе размельчения глинистых грунтов обеспечивает: а) повышение однородности смеси и за счет этого увеличение водо- и морозостойкости укрепленного грунта; б) увеличение производительности труда за счет интенсифицирования процесса размельчения грунтов. 7. Правильный выбор добавок ПАВ и извести обеспечивает при использовании грунтосмесителя Д-391 и фрезы Д-530 требуемую степень размельчения различных разновидностей тяжелых суглинков и глин с числом пластичности до 23: - с влажностью оптимальной и менее оптимальной; - с влажностью более оптимальной. 8. Устройство дорожных оснований и покрытий из местных глинистых грунтов, укрепленных вяжущими материалами и размельченных с добавками ПАВ, взамен оснований и покрытий из привозных супесчаных или песчаных грунтов, укрепленных вяжущими, дает экономию (в зависимости от стоимости ПАВ и дальности возки супесчаного или песчаного грунта) 1,3-1,7 тыс. руб. на 1 км. При использовании в качестве добавки извести экономия составляет 1,0-3,8 тыс. руб. на 1 км.

Область применения и требования к добавкам ПАВ и извести

9. При устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий из тяжелых суглинков и глин, укрепленных цементом или жидким битумом, во II , III , IV и V дорожно-климатических зонах применяют для размельчения следующие добавки, которые должны удовлетворять требованиям ГОСТ: - известь негашеная (молотая кипелка) или гашеная ГОСТ 9179-59; - сульфитно-спиртовая барда - ССБ(бардяной концентрат) - ГОСТ 8518-57; - смачиватель ОП-7 или ОП-10 - ГОСТ 8433-57. 10. Степень размельчения грунтов зависит не только от числа пластичности грунтов и их естественной влажности, но и в значительной степени от генетического типа грунтов: содержания гумуса, карбонатов, полуторных окислов, легкорастворимых солей и поглощенного натрия, а также типа грунтосмесительной машины. 11. Ввиду неодинаковой эффективности рекомендуемых добавок для размельчения грунтов в зависимости от указанных факторов при выборе добавки следует учитывать как свойства укрепляемых грунтов (табл. 1), так и тип машины, который будет использован на строительном объекте для размельчения грунтов и смешения с вяжущим. 12. При влажности грунтов, превышающей оптимальную для размельчения не более чем на 12 % (согласно ВСН 158-69), применяют добавку извести. При влажности грунтов, близкой к оптимальной, добавку извести следует применять в основном в условиях II и III дорожно-климатических зон.

Таблица 1

Область применения добавок ПАВ и извести

Виды глинистых грунтов

Естественная влажность грунтов

более оптимальной 2) для размельчения

(более 0,3- 0,4 F)

оптимальная для размельчения

менее оптимальной для размельчения

(менее 0,3- 0,4 F)

ССБ 3) , ОП-7, ОИ-10

ССБ 4) , ОП-7, ОП-10

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые гумусированные (с числом пластичности 12-17)

Известь, ОП-7, ОП-10

ОП-7, ОП-10

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые: моренные, засоленные, солонцеватые) (с числом пластичности 12-17)

Известь, ССБ, ОП-7, ОП-10

ССБ 4) , ОП-7, ОП-10

Известь, ССБ, ОП-7, ОП-10

ССБ 4) , ОП-7, ОП-10

Глины песчанистые и глины пылеватые гумусированные (с числом пластичности 17-23)

Известь, ОП-7, ОП-10

ОП-7, ОП-10

Глины песчанистые и глины пылеватые: моренные, засоленные, солонцеватые 1) (с числом пластичности 17-23)

Известь, ССБ, ОП-7, ОП-10

ССБ 4) , ОП-7, ОП-10

Примечания: 1. Засоленные и солонцеватые суглинки и глины по содержанию легкорастворимых солей и поглощенного натрия должны удовлетворять требованиям СН 25-64. 2. Влажность грунтов должна превышать оптимальную для размельчения не более чем на 12 %. 3. Добавки ССБ, ОП-7 применяют только при размельчении грунтов фрезой Д-530. 4. Добавки ССБ применяют при размельчении грунтов смесителем Д-391. 13. Из рекомендуемых добавок ПАВ для размельчения глинистых грунтов любых генетических типов наиболее эффективны ОП-7 или ОП-10. 14. Добавку ОП-7 (ОП-10) ввиду высокой стоимости в настоящее время экономически целесообразно применять в районах, где дальность возки супесчаных или песчаных грунтов, которыми можно заменить глинистые грунты, не превышает 15 км. 15. Добавку ССБ используют при дальности возки супесчаных или песчаных грунтов более 5 км для размельчения тяжелых суглинков и глин, за исключением их гумусированных разновидностей. При размельчении тяжелых суглинков засоленных и солонцеватых, а также глин всех разновидностей с добавкой ССБ рекомендуется использовать смеситель Д-391. 16. Добавки ССБ и ОП-7 (ОП-10) рекомендуются для укрепления грунтов в IV и V дорожно-климатических зонах в жаркий период года, когда естественная влажность грунтов менее оптимальной для размельчения. 17. Ориентировочную норму добавок для размельчения различных грунтов (табл. 2) рекомендуется учитывать при подсчете потребного количества в процессе составления проектных заданий на строительство дорог с основаниями или покрытиями из грунтов, укрепленных вяжущими. Большее количество добавки ССБ или ОП-7 (ОП-10) следует предусматривать при строительстве дорог в IV и V дорожно-климатических зонах, меньшее - во II и III зонах. 18. Грунты с добавками ССБ и ОП-7 (ОП-10), укрепленные оптимальной дозировкой цемента, должны по физико-механическим свойствам соответствовать требованиям СН 25-64. Если физико-механические свойства грунта, укрепленного цементом, с добавкой ССБ или ОП-7 (ОП-10), не отвечают указанным требованиям, то в грунтовую смесь добавляют каустическую соду или соли (см. ВСН 158-69).

Таблица 2

Расход добавок ПАВ и извести

Виды глинистых грунтов

Ориентировочное количество добавок

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые: лессы, лессовидные и покровные (с числом пластичности 12-17)

2-3

0,1-0,2

0,05-0,2

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые гумусированные, (с числом пластичности 12-17)

2-3

0,05-0,2

Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые: моренные, засоленные, солонцеватые (с числом пластичности 12-17)

0,2-0 , 5

0,1-0,5

Глины песчанистые и глины пылеватые: лессы, лессовидные и покровные (с числом пластичности 17-23)

0,2-0,5

0,1-0 , 5

Глины песчанистые и глины пылеватые: гумусированные (с числом пластичности 17-23)

0,1-0,5

Глины песчанистые и глины пылеватые: моренные, засоленные, солонцеватые (с числом пластичности 17-23)

0,3-0 , 7

0,2-0 , 5

Примечания: 1. Расход добавок указан в числителе в % от веса грунта, в знаменателе в кг/м 3 грунта. 2. Меньшее количество добавок рекомендуется для грунтов с влажностью, близкой к оптимальной, для размельчения и меньшим числом пластичности, большее количество добавки - для грунтов с влажностью менее оптимальной и большим числом пластичности. 19. При укреплении тяжелых суглинков и глин жидким битумом с добавкой ССБ или ОП-7 (ОП-10) вводят добавку песка до 25%. Физико-механические свойства таких смесей должны удовлетворять требованиям СН 25-64.

Технология производства работ

20. При устройстве дорожных оснований и покрытий из глинистых грунтов, укрепленных цементом или жидким битумом, с применением для размельчения грунтов добавок ПАВ и извести, технология работ принимается в соответствии с СН 25-64.21. Земляное полотно перед вывозом грунта, предназначенного для укрепления, должно быть подготовлено в соответствии с СНиП II-Д.5-62. 22. Работы по укреплению глинистых грунтов цементом с применением добавок ПАВ и извести выполняют согласно технологическим схемам № 1 и 2. (Приложение). 23. В случае необходимости введения в укрепляемую цементом глину двойных добавок: ОП-7 или ССБ - в процессе размельчения грунта, а также легкорастворимых солей или каустической соды при увлажнении цементогрунтовой смеси до оптимальной влажности, первую операцию выполняют в соответствии с рекомендуемыми технологическими схемами № 1 и 2, а вторую - в соответствии с технологическими схемами № 1 и 3 ВСН 158-69. 24. Размельчение грунта с добавкой извести и укрепление его цементом производят по технологическим схемам, приведенным в ВСН 158-69. 25. Технология размельчения грунта с добавками ОП-7 или ССБ при проведении работ с ведущей машиной Д-530 должна быть следующая: а) на подготовленное земляное полотно вывозят грунт, необходимый для укрепления, за одну или две смены до начала работ и распределяют автогрейдером на заданную ширину; б) по слою грунта распределяют водный раствор добавки ОП-7 или ССБ в необходимом количестве и перемешивают с грунтом фрезой Д-530 за один проход по одному следу. При производстве работ в жаркую погоду раствор добавки рекомендуется распределять в конце рабочего дня. Раствор добавки вводят через дозировочное устройство фрезы Д-530; в) слой грунта с добавкой уплотняют 1-2 проходами катком на пневмошинах до плотности не более 0,85 от максимальной стандартной плотности; г) для равномерного распределения водного раствора добавки грунт размельчают за один проход фрезы по одному следу не ранее чем через 8 час и не позднее одних суток после смешения грунта с добавкой ПАВ; д) затем фреза Д-530 с распределителем цемента выполняют все технологические операции по дозированию цемента и перемешиванию его с грунтом и уплотнению смеси согласно примерной технологической схеме № 1. 26. При проведении работ с ведущей машиной Д-391 в отряде должна быть фреза Д-530, которая выполняет работы по дозированию и перемешиванию с грунтом добавки ПАВ согласно п. 25 (б). Перемешанный с добавкой и уплотненный слой грунта размельчают за один проход грунтосмесителя Д-391. Дозирование цемента, увлажнение смеси до оптимальной влажности и перемешивание выполняют по технологической схеме № 2. 27. При укреплении грунтов жидким битумом размельчение их с помощью добавок ОП-7 и ССБ производят по такой же технологии, как и при укреплении цементом. 28. Смешение с битумом и уплотнение слоя выполняют согласно примерной технологической схеме №3 СН 25-64. При использовании в качестве ведущей машины смесителя Д-391 размельчают грунт, дозируют битум и перемешивают его с грунтом за один проход машины. Работы по укреплению глинистых грунтов жидким битумом с применением добавок ОП-7 или ССБ и добавок песка проводят в соответствии с технологической схемой № 3.

Техника безопасности при работе с добавками ПАВ и извести

29. При производстве работ по размельчению грунтов с применением добавок необходимо соблюдать общие правила техники безопасности, принятые на дорожных работах (СНиП III -А.11-62), а также специальные меры техники безопасности при применении химических веществ (ВСН 158-69). 30. Из ПАВ, рекомендуемых для применения, сульфитно-спиртовая барда и смачиватель ОП-7 (ОП-10) не являются ядовитыми, огнеопасными или взрывоопасными веществами, и поэтому при работе с ними специальных мер предосторожности не требуется. 31. Известь, особенно негашеная, может вызвать ожоги и язвы на коже, она раздражает слизистые оболочки, вызывает хроническое раздражение кожи, ломкость ногтей. Особенно сильно известь действует на глаза. Поэтому рабочие, страдающие кожными заболеваниями или заболеваниями дыхательных путей, к работе с известью не допускаются. Если у лиц, занятых на этих работах, обнаружено значительное раздражение кожи или дыхательных путей, их нужно немедленно перевести на другую работу. 32. Работающие с известью обеспечиваются необходимой спецодеждой, нарукавниками, рукавицами, респираторами и очками. Перед работой с известью открытые части тела следует смазывать вазелином. При попадании извести на руки ее можно нейтрализовать раствором уксуса, маслом, а затем смыть теплой водой. 33. Погрузка и разгрузка извести должна быть механизирована. Известь транспортируют в цементовозах и грузят в баки распределительных машин пневматическим способом (через специальные рукава) с герметизацией горловин, предупреждающих распыливание. 34. Распределительные устройства машин должны быть герметизированы; все механизмы, через которые проходят сыпучие материалы в распределительных устройствах, особенно гибкие шарниры, должны быть покрыты брезентовыми кожухами. 35. Перемешивание добавок извести, а также водных растворов ПАВ (ССБ и ОП-7) с грунтом должны выполнять машины, снабженные хорошо подогнанными кожухами на рабочих органах. Снимать и поднимать кожухи во время работы запрещается. 36. При приготовлении водных растворов ПАВ необходимо учитывать следующее: а) растворы должны приготавливать в емкостях, оборудованных механическими мешалками, загрузочными приспособлениями и насосами для перекачки растворов; б) емкости для приготовления растворов должны иметь ограждения (решетки, заборы), исключающие возможность несчастных случаев.

Лабораторный метод определения расхода добавок ПАВ

Добавки извести назначают в соответствии с табл. 2. Расход добавок ОП-7 (или ОП-10) и ССБ, рекомендованный табл. 2, уточняют путем определения прочности при сжатии образцов грунта в зависимости от количества добавок этих веществ. Оптимальное количество добавки - это то количество, при котором прочность грунта с добавкой наименьшая. Для определения оптимального количества добавки ПАВ из размельченного грунта (частицы мельче 2 мм), высушенного до воздушносухого состояния, приготавливают 5-6 смесей с разным количеством добавки. Добавки вводят в количестве 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 % от веса грунта. Влажность грунта с добавкой ПАВ перед приготовлением образцов должна соответствовать оптимальной для уплотнения грунта (0,5-0,6 от влажности, соответствующей границе текучести грунта F ). Смесь грунта с ПАВ готовят следующим образом: определяют количество воды, которое необходимо добавить в грунт для достижения им оптимальной влажности. В мензурки или стаканы (по числу смесей) с этим количеством воды добавляют различное количество ПАВ из расчета, рекомендованного выше. ПАВ должно полностью раствориться в воде. Для этого растворы рекомендуется приготавливать за сутки до смешения с грунтом и подогревать воду до температуры не выше 60-80°С. После получения однородного раствора его перемешивают с грунтом. Из приготовленной смеси сразу же формуют 4-5 параллельных образцов уплотнением на прессе при нагрузке 150 кГ/см 2 или в приборе стандартного уплотнения 30 ударами гири. Рекомендуемые размеры форм и методика приготовления образцов приведены в СН 25-64. Прочность при сжатии образцов определяют на следующий день после их изготовления. Образцы хранят до испытания в камере влажного хранения или эксикаторе для сохранения оптимальной влажности. При размельчении грунтов на дороге с влажностью менее оптимальной для размельчения (0,15-0,25 от F ), количество добавки, установленное по методике, изложенной выше, следует увеличить на 25 %. Для определения соответствия физико-механических свойств грунтов, укрепленных цементом с добавкой ПАВ, требованиям СН 25-64 смесь приготавливают из грунтов с оптимальными количествами добавок ПАВ и цемента и испытывают образцы по методике, изложенной в СН 25-64. При несоответствии этих свойств указанным требованиям в смесь вводят добавку N a OH или Na 2 SO 4 или CaCl 2 и снова проводят испытания. Соответствие физико-механических свойств грунтов, укрепленных жидким битумом с добавками ПАВ, устанавливают при добавке в грунт песка в количестве не более 25 % от веса грунта.

Приложение

Примерная технологическая схема № 1

Устройство однослойного дорожного основания или покрытия толщиной 16 см из тяжелого суглинистого грунта, укрепленного цементом с добавками ПАВ для улучшения размельчения с помощью фрезы Д-530 на тракторе С-100

№ технологических операций

№ захваток

Единица измерения

Количество на 1 км

Принятая производительность

Разработка грунта II группы в притрассовом резерве скрепером Д-458, работающим в сцепе с трактором ДТ-54, с подвозкой грунта на земляное полотно на среднее расстояние 200 м

Потребность грунта на 1 км: 1000×8,00×0,16×1,1×1,03 = 1450 м 3

Распределение грунта автогрейдером Д-598 по всей ширине основания за 6 круговых проходов при скорости движения 3 км/час и длине участка 150 м

Подвозка раствора ПАВ поливомоечными машинами ПМ-130 на среднее расстояние 2 км из расчета 3 % от веса грунта 1000×8×0,16×2,00×0,03 = 77 т

ПАВ требуется (из расчета 0,25 % от веса грунта) 1000×8×0,16×2,00×0,0025 = 6,4 т

Введение раствора ПАВ в грунт через распределительную систему фрезы Д-530 при перемешивании раствора с грунтом за один проход по одному следу или за 4 прохода по ширине основания на второй скорости.

Прикатка грунта самоходным катком Д-627 за 1-2 прохода по одному следу или за 48 проходов по ширине основания до плотности не выше 0,85 от максимальной

Размельчение грунта фрезой Д-530 на тракторе С-100 за 1 проход по одному следу и за 4 прохода по ширине основания на второй скорости

Введение цемента в грунт распределителем цемента Д-343Б с трактором ДТ-54 за 4 прохода по ширине основания при дозировке цемента 37,5 кг/см 2

Подвозка цемента цементовозами С-853 на среднее расстояние 20 км из расчета добавки цемента 12 % по весу смеси

Потребность цемента на 1 км: 8,0×1000×0,16×2,00×0,12 = 300 т

Перемешивание цемента с грунтом за 1 проход фрезы Д-530 по одному следу на второй скорости с последующим увлажнением смеси через распределительную систему фрезы и перемешивание увлажненной смеси еще за 2 прохода по одному месту на второй, третьей скорости

Подвозка воды для увлажнения грунта до оптимальной влажности поливо-моечными машинами ПМ-130 из расчета увлажнения грунта на 3 % на среднее расстояние 10 км

8,0×1000×0,16×2,00×0,03 = 75 т

Разравнивание и профилирование смеси автогрейдером Д-598 за 8 круговых проходов по ширине основания при скорости движения 3 км/час и длине участка 150м

Уплотнение слоя укрепленного грунта катком Д-627 за 18 проходов по одному следу или за 72 прохода по ширине основания. При выполнении первых двух проходов на первой скорости, средних - на второй и последних трех - на третьей

Примерная технологическая схема № 2

Устройство однослойного дорожного основания или покрытия толщиной 16 см из тяжелого суглинистого грунта, укрепленного цементом, с добавками ПАВ для улучшения размельчения с помощью грунтосмесителя Д-391

№ технологических оп e раций

№ захваток

Технологическая последовательность рабочих процессов

Единица измерения

Количество

Принятая производительность

Разработка грунта II группы в притрассовом резерве скрепером Д-458, работающим в сцепе с трактором ДТ-54, с подвозкой грунта на земляное полотно на среднее расстояние 200 м

Потребность грунта на 1 км: 1000×8,0×0,16×1,1×1,03 = 1450 м 3

Распределение грунта автогрейдером Д-598 по всей ширине основания за 6 круговых проходов при скорости движения 3 км/час и длине участка 200 м

Подвозка раствора ПАВ поливомоечными машинами ПМ-130 на среднее расстояние 2 км из расчета 3% от веса грунта:

1000×8,0×0,16×2,0×0,03 = 77 т ПАВ требуется из расчета 0,25% от веса грунта 1000×8×0,16×2,00×0,0025 = 6,4 т

Введение раствора ПАВ в грунт через распределительную систему фрезы Д-53и при перемешивании раствора с грунтом за один проход по одному следу или за четыре прохода по" ширине основания на второй скорости

Прикатка грунта самоходным катком Д-627 за один-два прохода по одному следу или за четыре-восемь проходов по ширине основания до плотности не выше 0,85 от максимальной стандартной плотности

Профилирование смеси автогрейдером Д-598 за пять-шесть круговых проходов по ширине основания

Подвозка цемента цементовозами С-853 на среднее расстояние 20 км из расчета добавки цемента 12% по весу смеси. Потребность цемента на 1 км: 1000×8,0×0,16×2,00×0,12 = 300 т

Подвозка воды для увлажнения грунта до оптимальной влажности поливомоечными машинами ПМ-130 из расчета увлажнения грунта на 2% при транспортировании на среднее расстояние 10 км и заполнением водой бака грунтосмесителя: потребность воды на 1 км: 1000×8,0×0,16×2,0×0,02 = 51 т

Размельчение грунта, дозирование цемента, доувлажнение смеси до оптимальной влажности, перемешивание смеси грунтосмесительной машиной Д-391 за четыре прохода по ширине основания на второй скорости

Разравнивание и профилирование смеси автогрейдером П-598 за восемь круговых проходов по ширине основания при скорости движения 3 км/час и длине участка 200 м

Уплотнение слоя укрепленного грунта катком Д-627 за 18 проходов по одному следу или за 72 прохода по ширине основания. При выполнении первых 2 проходов на первой скорости, средних - на второй и последних 3 - на третьей

Розлив битумной эмульсии по готовому слою в количестве 0,9-1,0 л/м 2 автогудронатором Д-640. Потребность эмульсии на 1 км составляет 7,2-8,0 тыс. л

Потребность в машино-сменах на 1 км

Грунтосмесительная машина Д-391..............………. Дорожная фреза Д-530.................................………… Автоцементовоз С-853.................................………… Поливо-моечная машина ПМ-130................……….. Автогрейдер Д-426.......................................………… Самоходный пневмокаток Д-627..................……….. Скрепер Д-458.............................................…………. Автогудронатор Д-40...................................…………

Примерная технологическая схема № 3

Устройство однослойного дорожного основания или покрытия толщиной 16 см из суглинистого грунта, укрепленного битумом с добавкой 25 % песка и добавками ПАВ, с помощью фрезы Д-530

№ технологических операций

№ захваток

Технологическая последовательность рабочих процессов

Единица измерения

Количество на 1 км

Принятая производительность

Разработка песка в карьере экскаватором, подвозка его на среднее расстояние 10 км самосвалами ЗИЛ-555.

Потребность песка 25 % от веса грунта. 1000×8,0×0,16×1,1×1,03×0,25 = 3617 м 3

Распределение песка автогрейдером Д-598 по всей ширине основания за четыре круговых прохода при скорости движения 3 км/час и длине участка 125 м

Разработка грунта II группы в притрассовом резерве скрепером Д-458, работающим в сцепе с трактором ДТ-54, с подвозкой грунта на земляное полотно на среднее расстояние 200 м. Потребность грунта на 1 км: 1000×8,0×0,16×1,1×1,03×0,75 = 1090 м 3

Распределение грунта автогрейдером Ц-598 по всей ширине основания за 6 круговых проходов при скорости движения 3 км/час и длине участка 125 м

Подвозка раствора ПАВ поливомоечной машиной ПМ-130 на среднее расстояние 2 км из расчета 3% от веса грунта и потребности ПАВ - 0,25 % от веса грунта. Раствора: 1000×8,0×0,16×2,00×0,03 = 78 т

ПАВ: 1000×8,0×0,16×2,00×0,0025 = 6,4 т

Перемешивание грунта с раствором ПАВ и с песком фрезой Д-530 за один проход по одному следу на второй скорости

Прикатка смеси грунта с песком самоходным пневмокатком Д-627 за один-два прохода по одному следу до плотности не выше 0,85 от максимальной стандартной

Размельчение грунта с дополнительным перемешиванием его с песком фрезой Д-530 за один проход по одному следу на второй, третьей скорости

Подвозка битума битумовозом на среднее расстояние 10 км из расчета 6 % от веса смеси. Потребность битума на 1 км: 1000×8,0×0,16×2,00×0,06 = 154 т

Введение битума в грунт через распределительную систему фрезы Д-530 за один проход по одному следу на первой скорости

Перемешивание грунта с битумом за один проход по одному следу фрезы Д-530 на первой скорости

Разравнивание и профилирование смеси автогрейдером Д-598 за восемь круговых проходов по ширине основания при скорости движения 3 км/час и длине участка 125 м

Уплотнение слоя укрепленного грунта катком Д-627 за 18 проходов по одному следу или за 72 прохода по ширине основания, при выполнении первых двух проходов на первой скорости, средних - на второй и последних трех - на третьей

Розлив битумной эмульсии по готовому слою в количестве 0,9-1 л/м 2 автогудронатором Д-640. Потребность битумной эмульсии на 1 км составляет 7,2-8,0 тыс. л

Потребность в машино-сменах на 1 км

  • Методические указания Методические указания по испытанию вечномерзлых глинистых грунтов в полевых условиях
  • Дорожная фреза Д-530...................................………... Битумовозы...................................................…………. Поливо-моечная машина ПМ-130 .................………. Автогрейдер Д-698.........................................………... Самоходный пневмокаток Д-827.....................……… Скрепер Д-458................................................………... Экскаватор Э-205..........................................………… Автомобили-самосвалы ЗИЛ-555...................………. Автогудронатор Д-640....................................… ……..

    Менеджер по продукции, LafargeHolcim (Россия)

    В настоящее время в России актуален вопрос строительства новых и ремонта существующих дорог, развития сети железнодорожного транспорта и повышения требований к эксплуатационным свойствам инфраструктуры аэропортов и аэродромов как гражданского, так и военного назначения. Расширение сети дорог, увеличение транспортного потока и ужесточение условий эксплуатации требуют пересмотра классического для нашей страны подхода к технологиям и материалам, используемым при строительстве объектов инфраструктуры. Особого внимания требуют вопросы, касающиеся подготовки и устройства оснований дорог I и II категорий и покрытий для прочих категорий.




    Традиционно при строительстве усовершенствованных (капитальных) дорог в качестве материалов для устройства слоев основания используются песок и щебень, как правило, доставляемые на объект с ближайших точек добычи или складирования материалов. Местные материалы, в частности грунт, вывозится или используется для рекультивации. Данная схема существенно увеличивает расходы на подготовку основания – увеличиваются финансовые затраты, трудозатраты, растягиваются сроки строительства, особенно при работе в неблагоприятных погодных условиях.

    В качестве основного направления значительного повышения эффективности работ по строительству и ремонту дорог может быть с успехом использована технология укрепления грунтов минеральными и комплексными вяжущими, а также технология холодного ресайклинга.

    Принципы и основы технологии укрепления грунтов минеральными вяжущими были разработаны еще в конце XIX века в Германии, а в 50-60-е годы прошлого века в СССР было проведено большое количество исследовательских работ в данном направлении. В странах Европы и в Северной Америке на сегодняшний день строительство дорог производится в подавляющем большинстве с использованием технологии укрепления грунта.

    Основными преимуществами данной технологии являются:

    • снижение стоимости строительства автодорог различных категорий на 15-30%
    • увеличение темпов строительства
    • продление срока эксплуатации дорог без капитального ремонта
    • использование местных грунтов вместо дорогостоящих и дефицитных привозных материалов (песок, гравий и щебень)
    • уменьшение толщины покрытия
    • снижение набухаемости и пучинистости
    • уменьшение водонасыщения обработанного грунта (увеличение допустимых нагрузок на дорогу)
    • повышение стойкости к циклам попеременного увлажнения-высушивания и замораживания-оттаивания
    • запуск движения технологической техники и автотранспорта сразу после уплотнения грунта тяжелым виброкатком

    Технология укрепления грунта предполагает использование двух вариантов проведения работ:

    • смешивание извлеченного грунта в специальных установках с последующим его вывозом обратно на объект и укладкой
    • смешивание грунта с вяжущим непосредственно «на дороге» при глубине перемешивания от 20 до 40 см с последующими профилированием и уплотнением катками.


    Современный уровень механизации позволяет проводить работы по смешиванию «на дороге» практически в любых условиях и использовать одновременно несколько компонентов как в порошкообразном, так и в жидком виде. В случае стесненных условий или вследствие особенностей грунта, когда проходка тяжелой техники невозможна, используется навесное оборудование как для распределителя вяжущего (спредер), так и для перемешивающей техники (ресайклер).

    На текущий момент в России технология укрепления грунта практически не применяется по ряду причин, основные из которых – ограниченное количество специализированной техники, недостаток опытных специалистов, спорная эффективность предлагаемых продуктов для улучшения, стабилизации и укрепления грунта. В основном это иностранные химические добавки на основе ПАВ или полимеров. При этом производители данных добавок рекомендуют для повышения эффективности в дополнение к ним использовать минеральные вяжущие в дозировке от 3 до 12%. В качестве минеральных вяжущих используется обычный портландцемент, причем его выбор осуществляется, исходя из двух вариантов – «М400» и «М500» или негашеная известь.

    Таким образом, отсутствует комплексный подход к выбору вяжущих для укрепления – не учитываются свойства грунта, а требуемых параметров по укрепленному слою добиваются дозировкой вяжущих, а не подбором их оптимального состава с обеспечением заданных свойств.

    В большинстве случаев в центральной части России при строительстве дорог сталкиваются с такими грунтами как супеси и суглинки различной степени увлажнения относительно оптимальной влажности и содержанием органических примесей и солей. Подобные грунты рекомендуется укреплять минеральными вяжущими.


    Сам термин «укрепление» подразумевает повышение физико-механических свойств грунта (прочности на сжатие и изгиб, а так же морозостойкости) за счет создания более плотной структуры и жесткого каркаса из системы «вяжущее-грунт». Получить подобный эффект возможно только за счет минеральных вяжущих. Тогда как при использовании различных химических добавок достигается эффект улучшения (повышения удобоукадываемости и уплотняемости) и/или стабилизации (улучшения водно-физических свойств) грунта.

    Компания LafargeHolcim (Россия) в 2016 году провела первый этап исследований в области оценки эффективности минеральных вяжущих различного состава для применения в технологии укрепления грунта.

    Испытания проводились для грунтов типа пылеватых, супесей и суглинков. На основании полученных результатов осуществлялось предварительное формирование портфеля продуктов с разработкой рекомендаций по выбору оптимального решения по соотношению «цена-рабочие свойства» как для системы «грунт-вяжущее», так и для всей конструкции дорожной одежды в целом.

    Продуктовый портфель вяжущих для укрепления грунтов LafargeHolcim (Россия) подразумевает наличие как гидравлических вяжущих, так и композиций портландцемента с комплексными минеральными компонентами для случаев, когда укреплению подлежат грунты с высокой степенью переувлажнения.

    Укрепление грунтов органическими вяжущими осуществляется так же, как и минеральными вяжущими, способами смешения на земляном полотне дорожной фрезой или однопроходной грунтосмесительной машиной, а так же в карьере в грунтосмесительной установке. Готовую смесь укладывают в дорожную одежду самоходным укладчиком или автогрейдером с уплотнением самоходным катком на пневматических колесах.

    При необходимости дополнительного увлажнения грунта при его укреплении битумной эмульсией следует учитывать количество воды, находящееся в эмульсии, при этом целесообразно изменять концентрацию эмульсии от 55…50 до 35…40%.

    При укреплении грунта органическими вяжущими с добавкой извести сначала должен быть обработан грунт известью и только через 12…14 ч смесь грунта с известью обрабатывают органическим вяжущим.

    При укреплении грунта органическим вяжущим с добавкой цемента уход за уложенным слоем должен быть аналогичен укреплению грунта только цементом.

    Для улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин в сухую погоду их следует предварительно размельчать с введением добавки ПАВ (ССБ, ОП-7, ОП-10 в количестве 0,05…0,5% массы грунта).

    Грунты, укрепленные смолобитумным вяжущим (битумная эмульсия - эмульсированное вяжущее 40% и карбомидная смола 60%), применяют для устройства покрытий на дорогах IV и III категорий и верхних слоев основания под асфальтобетонные покрытия.

    Битумная эмульсия должна быть анионная прямого типа, медленнораспадающаяся, карбомидная смола типа УКС и М 19-92. Отвердителем служит аммоний хлористый (ГОСТ 2210-73) в количестве 10…20% массы вяжущего. Расход смолобитумного вяжущего для укрепления грунтов приведен в табл. 2.28.

    Таблица 2.28

    Расход смолобитумного вяжущего

    Смолобитумное вяжущее с добавкой отвердителя должно быть введено в грунт и уплотнено в течение до 3 ч. Вяжущее без отвердителя допускается хранить не более 3 суток. Движение по слою грунта, укрепленному смолобитумным вяжущим, может быть открыто через 2 суток в условиях сухой погоды с температурой 15°С и выше.

    2.4.4. Комплексные и другие способы укрепления грунтов

    Комплексные способы укрепления грунтов основаны на применении, кроме основного минерального или органического вяжущего, небольших добавок различных поверхностно-активных веществ или вяжущего другого вида. Такой способ дает значительные преимущества, основными из которых являются:

    Возможность использования для укрепления малопригодных грунтов;

    Снижение расхода основного вяжущего;

    Повышение прочности, морозостойкости укрепленных грунтов;

    Уменьшение трудозатрат при измельчении грунта и перемешивании его с вяжущим.

    При комплексных способах укрепления грунтов формируются сложные совмещенные пространственные типы бинарных структур, взаимно чередующихся в микрообъемах и пронизывающие друг друга.

    Например, при укреплении грунтов цементом и битумной эмульсией формируется пространственная бинарная структура – коагуляционно-кристаллизационная.

    В качестве добавок при укреплении грунта цементом можно использовать известь гашеную или молотую негашеную, хлористый кальций, гипс и ряд поверхностно-активных гидрофобных веществ (полиакриломид, абиетовую смолу, ферромылонафт и др.). Известь добавляют при укреплении кислых или солонцовых супесей, суглинков и глин, имеющих рН ниже 6 с влажностью на 4…6% больше оптимальной (1…3% по массе).

    Хлористый кальций (0,4…0,8% по массе) применяют при пониженной или отрицательной температуре воздуха, чтобы ускорить процессы твердения. Силикат натрия (0,5…2,0% по массе) применяют для повышения прочности цементогрунта, ускорения его твердения и снижения расхода цемента при супесчаных и суглинистых карбонатных грунтах. При добавке (0,05% от массы грунта) пиридина в виде водного раствора появляется возможность снизить в 1,5 раза расход цемента. Пиридин и его производные являются отходами нефтехимической промышленности.

    При укреплении грунтов известью в смесь вводят силикат натрия или золу уноса, получаемую от сжигания бурого угля, торфа и каменного угля, в соотношении от 1:2 до 1:5 (золоизвестковое вяжущее).

    Для повышения водостойкости укрепляемого грунта эффективна добавка в битум веществ, способствующих образованию хемосорбиционных соединений на поверхности грунтовых частиц, насыщенных ионами кальция (или железа).

    Наиболее высокие прочность, водо- и морозостойкость битума получают при добавке в него анионоактивных веществ органических кислот или фенолов, а в грунты – извести.

    Назначение и выбор веществ для комплексного укрепления грунтов при органическом вяжущем проводят после детального исследования свойств веществ и образцов из битумогрунтовой смеси с добавкой испытуемого вещества.

    Данная технология изобретена ООО "АНТ-Инжиниринг" в 2006 году. На сегодняшний день на территории России и за ее пределами построено более 150 км автодорог различных категорий. Автомобильные дороги, построенные с применением технологии «ANT», эксплуатируются во всех климатических зонах: от пустыни до полярного круга.

    Основным элементом технологии является препарат «Стабилизатор грунтов и органоминеральных смесей «ANT» (англ. - «муравей»). Применяется как самостоятельно при стабилизации грунта, так и совместно с неорганическими или органическими вяжущими при укреплении.

    Принцип действия стабилизатора грунта «ANT»

    Стабилизатор грунта «ANT» является российским продуктом и производится в г. Волжском, Волгоградской области. Является комплексным органическим препаратом. Его действие направлено на проведение в грунте окислительно-восстановительных реакций. Производит направленную окислительную реакцию путем воздействия молекулярным кислородом на поверхность частицы грунта, а также в цементе (в случае использования). Вследствие этого происходит образование новых окислов химических элементов, содержащихся в грунте. Затем, присоединенный ранее кислород отделяется, и происходит обратная восстановительная реакция, что приводит к образованию новых кристаллических соединений в грунте между его частицами.

    Эта реакция полностью повторяет процессы образования осадочных пород в земной коре. Если бы мы имели возможность увеличить нагрузку при уплотнении обработанного грунта более чем в 5 раз, то мы бы смогли получить укрепленные грунты с маркой по прочности свыше М200. Но, к сожалению, современная техника и методика проведения дорожных работ не позволяет нам достичь данных результатов.

    Кроме того, стабилизатор содержит в своем составе поверхностно-активные вещества, что позволяет достичь максимального коэффициента уплотнения грунта, а, следовательно, получение материала с меньшим наличием капилляров. Это позволяет значительно понизить водопоглощение стабилизированных и укрепленных грунтов.

    5 основных преимуществ



    1. Высокие физико-механические показатели.

    Грунты, укреплённые с применением Стабилизатора "ANT", обладают высокими физико-механическими показателями и полностью соответствуют требованиям ГОСТ 23558-94 "Смеси щебёночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства".

    К примеру, при строительстве автомобильных дорог V технической категории переходного типа достаточно устройство одного слоя из укреплённого грунта толщиной h= 15см. Данный конструктивный слой рассчитан на движение транспорта с нагрузкой на ось до 8ТС. Общий модуль упругости на поверхности данного слоя составит более 150МПа.

    2. Малый расход, а также его низкая сметная стоимость.

    Расход составляет 0,007% от массы грунта. При проведении дорожно-строительных работ требуется 1л на 7,5 м 3 будущего слоя. Для строительства 1 км автодороги IV– Vкатегории, т.е. устройства 6000м 2 слоя укрепленного грунта, толщиной 15см, расход стабилизатора составит 120 литров, сметная стоимость соответственно 312 000 рублей или 52 руб./м 2 .

    3. Упрощение процессов стабилизации и укрепления грунтов.

    А именно:

    • отсутствие ухода за укрепленными грунтами;
    • возможность возобновления движения автотранспорта сразу после уплотнения слоя;
    • отсутствие необходимости устройства деформационных швов.

    4. Возможность использования Стабилизатора грунта «ANT» как самостоятельно, так и совместно с неорганическими и органическими вяжущими.

    При использовании Стабилизатора совместно с цементом, прочностные свойства укрепленных грунтов повышаются более чем на 30% относительно контрольных образцов без него.

    При применении совместно с битумными эмульсиями или вспененным битумом, происходит лучшее распределение вяжущего по всему объему грунта, повышение адгезии частиц вяжущего с грунтом и последующее повышение показателей физико-механических свойств укрепленных грунтов.

    5. Полная экологическая безопасность.

    Стабилизатор "ANT" не оказывает какого-либо отрицательного воздействия на окружающую среду и является 100% экологически безопасным. При проведении дорожно-строительных работ не требуется обеспечение технического персонала дополнительными средствами защиты.Также он не оказывает отрицательного воздействия на узлы машин и механизмов.

    Область применения стабилизатора грунта «ANT»

      устройство оснований автомобильных дорог I– V категории, нежесткого и жесткого типов;

      покрытия дорог IV – V категории переходного типа;

      стабилизация подошвы и рабочего слоя земляного полотна;

      в качестве добавки при укреплении грунтов органическими или комплексными вяжущими.

    Самостоятельно Стабилизатор «ANT» может применяться при стабилизации глинистых грунтов с числом пластичности от 1 до 17 (супеси, суглинки, глины). Стабилизированные грунты могут применяться для стабилизации подошвы или рабочего слоя земляного полотна, а также устройства нижних слоев оснований.

    Для получения укрепленных грунтов необходимо добавление цемента в количестве 2%-5% от массы грунта. Норма расхода цемента зависит от типа грунта, климатической зоны и требуемых прочностных свойств укрепленного грунта. Для проведения работ возможно использование супесей, суглинков, песчано-гравийных смесей, слабопрочных каменных материалов, отходов дробления каменных материалов и бетона.

    Использование Стабилизатора грунта «ANT», совместно с органическими или комплексными вяжущими, позволяет снизить расход вяжущих и увеличить прочностные характеристики укрепленных грунтов. Помимо происходящей окислительно-восстановительной реакции в грунте, Стабилизатор «ANT» позволит повысить адгезию битумного вяжущего с грунтом, а также равномерно распределить его по всему объему грунта.

    Норма расхода

    Требуемое количество Стабилизатора составляет 0,007% от массы грунта. При проведении дорожных работ за норму его расхода принимают 1л стабилизатора на 7,5 м 3 будущего конструктивного слоя.

    Норма расхода стабилизатора грунта«ANT» на каждые 1000м 2 конструктивного слоя, в зависимости от толщины слоя

    Стабилизатор грунта «ANT» используют в виде водного раствора. Требуемое количество воды рассчитывают, исходя из естественной влажности грунта и оптимальной при уплотнении. Также предусматривают поправку по количеству воды на климатические условия, тип грунта, количество используемого цемента и др. На практике, коэффициент растворения стабилизатора с водой колеблется от 1:250 до 1:1000.

    Варианты проведения дорожно-строительных работ

    Проведение дорожных работ возможно с использованием различных вариантов комплектации техники.

      Самоходные ресайклеры. С их помощью в течении рабочей смены производят устройство конструктивного слоя из укрепленных грунтов, площадью свыше 5000 м 2 . Обработанную грунтосмесь приготавливают непосредственно на дороге, за один проход. Водный раствор дозируют в ротор, и его расход контролирует бортовой компьютер машины. Распределение цемента производят до прохода ресайклера.

      При использовании техногенных грунтов возможно приготовление смеси на специализированных грунтосмесительных или бетоносмесительных установках. Укладку обработанного грунта производят с использованием асфальтоукладчика (наилучшие результаты в плане геометрии) или автогрейдера. Скорость производства работ зависит напрямую от производительности смесительных установок.

      Приготовление обработанного грунта также производят с помощью сельскохозяйственных фрез и борон. Заглубление в грунт должно быть выше на 30%, чем расчетная толщина конструктивного слоя. Наилучшие результаты достигаются при использовании горизонтальных навесных фрез с приводом от вала отбора прочности трактора. На практике, скорость производства работ в смену составляет 1000м 2 и более.

    Цементация грунтов

    Цементно-грунтовая технология основана на смешивании до однородного состояния цемента и естественного грунта при установленном содержании воды и уплотнении с целью придания укреплённому грунту определённых свойств: прочности, устойчивости, морозостойкости и т. д. .

    Впервые в России цемент для укрепления грунтов был применён для устройства садовых дорожек . После революции первые опыты по укреплению грунтов портландцементом были проведены в 1927 году на опытных дорожках Ленинградского дорожно-исследовательского бюро.

    Лабораторные исследования по укреплению грунтов цементом проводились также ЦИАТ и ДорНИИ. Положительные результаты исследований позволили выполнить укрепление грунта цементом под асфальтобетонные покрытия на подъездных путях к территории Всесоюзной сельскохозяйственной выставки. В послевоенный период начинается широкое внедрение цементогрунтов в дорожном и аэродромном строительстве . Цементно-грунтовые основания были применены взамен щебёночных и песчаных слоёв на автомагистралях Москва — Харьков (1946-1949), Москва — Ленинград (1949), Москва — Рязань (1950) и др. Решающее значение для развития метода укрепления грунтов цементами имели работы В. М. Безрука, который в результате многолетних исследований разработал теоретические и практические рекомендации укрепления грунтов цементами . Как отмечает Безрук, на эффективность укрепления грунтов цементом оказывает исключительно важное влияние химико-минералогический состав цементов, генезис, состав и свойства грунтов, в частности их заселённость и состав обменных катионов. Введение в цементно-грунтовые смеси некоторых веществ (например, мылонафта, саапстока и др.), образующих с продуктами гидролиза цемента гидрофобные и другие вещества, заполняющие поры, может в ряде случае придавать им повышенную водопроницаемость. С 80-х годов прошлого века успешно велись работы по укреплению грунтов цементами комплексным методом, предусматривающим направленное влияние на процессы цементации грунтов. Но об этом ниже.

    За границей, цементно-грунтовые технологии начали развиваться также в первой половине XX века. В 20-х годах в США из цементогрунтов делали покрытия просёлочных дорог . После II мировой войны этот метод получил распространение в Англии, Бельгии, Голландии и других европейских странах. Так, в Голландии, начиная с 1956 года, было укреплены десятки миллионов квадратных метров почвы. Почти всюду она была песчаной и поэтому данная технология получила название пескоцементной. В 80-х годах прошлого века в ФРГ ежегодно около 1 млн. т цемента расходовалось на стабилизацию песков на севере страны (портовые сооружения Гамбурга, складские площадки), при строительстве просёлочных дорог. Во Франции эту технологию начали применять с 1972 года благодаря активности цементных компаний .

    Во большинстве зарубежных публикациях отмечается, что укрепление грунтов с помощью цемента или смеси цемента с известью для покрытий просёлочных дорог, вместо каменной наброски уплотняемой механическим путём, представляется весьма экономичным решением . Из цементогрунтов, помимо просёлочных дорог, можно сооружать покрытия складских площадок, стоянок автомашин, постели оснований железных дорог, каналов, оснований отдельных типов зданий, а также грунтов, предназначенных для возведения больших земляных плотин. Видимо, большой интерес для строительно-дорожных фирм и читателей журнала представляет цементно-грунтовая технология производства работ.

    Попытаемся вкратце осветить этот вопрос.

    До начала работ по укреплению грунта необходимо провести в лаборатории его предварительный анализ, а затем, во время работ, осуществлять постоянный контроль. Грунты различаются в основном по их природе, гранулометрии и содержанию воды.

    Грунт может быть более или менее связным, содержать в разной пропорции суглинки и глину.

    При высоком содержании глины применяют так называемое смешанное укрепление, при котором в грунт предварительно добавляют известь (2-5 %) для улучшения хлопьеобразования и, в конечном итоге, рассыпания грунта при проходе машин. Грунты, содержащие сульфаты (более 1%), могут быть опасны, поскольку сульфат вступает в реакцию с цементом. В этом случае необходимо применять либо цемент с низким содержанием трёхкальциевого алюмината (цемент, предназначенный для морских работ), либо цемент с высоким содержанием минеральных добавок (золы-уноса, доменного шлака, пуццоланов). Особенно нужно быть осторожным, когда дело касается частичного осушения влажного или насыщенного водой грунта после дождей. Это делается с помощью негашёной извести или путём аэрирования грунта «рыхлителем».

    грунты, содержащие сульфаты (более 1%), могут быть опасны, поскольку сульфат вступает в реакцию с цементом

    Обычно испытания грунта проводят с целью определения основных характеристик грунта: предел текучести, предел пластичности, гранулометрическая кривая и др.; устанавливают оптимальный расход воды и цемента. Расход цемента может меняться в пределах 4-12 % в зависимости от грунта. Чаще всего он составляет 6-20 %. Для примера в табл. 2 приводятся данные, взятые из нормативных документов Германии.

    Таблица 2. Расход цемента в зависимости от характера грунта

    Характер грунта Расход Цемента
    % сухого грунта кг/м 3 уплотненного основания
    Гравийно-песчаный 4-7 80-120
    Суглинистый песок 6-10 120-160
    Песок с одним рядом частиц 8-12 150-200
    Суглинок 7-12 120-200
    Глина 10-16 180-240

    При укреплении пластичного суглинка применяют смесь извести (2-3 %) и цемента . Кроме того, для пластичных грунтов проводят испытания на замораживание. При покрытии просёлочных работ цементогрунтом работу производят в несколько этапов.

    1 этап. Выравнивание и очистка грунта с целью устранения органических веществ (дёрн, трава, корни и т. п.) и последующая планировка. Если грунт чрезмерно сухой, производят его увлажнение для выравнивания содержания и достижения однородности состава. Распределение цемента и извести по поверхности производят при небольших объёмах ручных работ, или с помощью навесного механизма — «распределитель» вяжущего.

    2 этап. Перемешивание. Перемешивание грунта с вяжущим производят в несколько последовательных проходов машины (4-6 раз до получения однородной смеси) (рис. 1). Такая машина снабжена горизонтальными дисками или горизонтальными либо вертикальными лопатками. Обычно толщина цементно-грунтового слоя составляет 15-35 см.

    3 этап. Профилирование и уплотнение. Профилирование полотна производят автогрейдерами. После этого грунт уплотняют несколькими проходами пневмо- или виброкатка. Степень уплотнения должна достигнуть не менее 90 % полученного на образце в лаборатории. После уплотнения цементогрунта катком приступают к окончательной планировке дорожного полотна.

    4 этап. Завершающим этапом является защита дорожного покрытия пластиковой плёнкой или другим накрывочным материалом с последующим укрытием слоём песка. Подобная защита необходима для того, чтобы избежать испарения воды из обработанной почвы, и, кроме того, для предохранения дорожного полотна от дождя. Примерно такая же технология применяется для укрепления оснований шоссе некоторых типов. Только в этом случае выровненный и спланированный грунт смешивают с песком.

    © 2024 pechivrn.ru -- Строительный портал - Pechivrn