Jak se měří koeficient zhutnění půdy?
1.1. Jedním z hlavních požadavků při výstavbě dálnic je vybudování stabilního podloží.
V tomto případě je důležité správné provedení prací na umělém zhutňování zemin nebo jiných materiálů, ze kterých je podsyp postaven. Nedostatečné zhutnění vede k deformacím podloží, v důsledku čehož je narušena rovnost povrchu a může dojít ke zborcení vozovek a násypů.
Aby byla zajištěna správná kvalita práce při stavbě vozovky, musí být organizována technická kontrola operací umělého zhutňování.
1.2. Technická kontrola hutnění podkladu zahrnuje:
a) prozkoumání (před zahájením výkopových prací) projektovaných zásob a laboratorní zkoušky vzorků zeminy a jiných materiálů určených pro stavbu podloží;
b) průběžná terénní kontrola hutnění při výstavbě podloží vozovky.
1.3. Průzkum zásob provádí projekční organizace.
1.4. Aktuální terénní kontrolu provádějí laboratoře stavebních organizací. V případě potřeby laboratoře stavebních organizací dodatečně zkoumají rezervy, které vyžadují objasnění nebo nebyly dříve prozkoumány projekčními organizacemi.
2.1. Zeminy a další materiály v zásobách (lomy, výkopy) jsou zkoumány v procesu průzkumných prací a detailního návrhu důlním nebo vrtným průzkumem. Počet jam nebo vrtů se určuje v závislosti na složitosti půdního profilu. Přibližně v relativně homogenních půdách na každých 5000 м 3 zemina nasypaná do násypu, položen jeden výkop. U heterogenních půd se počet děr zvyšuje (jedna na každých 1500 – 2000 м 3 půdy).
Průzkum se provádí do hloubky projektované zástavby.
Na základě vizuální kontroly se ze zemin v jámách nebo vrtaných jádrech vyberou charakteristické vzorky o hmotnosti 3 – 3,5. kg pro výzkum v laboratoři. Každý vzorek zaslaný do laboratoře musí být opatřen pasem s uvedením místa a data odběru a tloušťky dané vrstvy půdy.
Pro výběr složení směsi a provedení laboratorních zkoušek zemin určených k ošetření pojivy se odebírají průměrné vzorky o hmotnosti 40 – 60. kg pro jemnozrnné půdy a 80 – 100 kg – hruboklastický.
Při zkoumání zásob se zjišťuje přirozená hustota a vlhkost půd a materiálů. Typické vzorky jsou testovány za účelem zjištění složení materiálů, typu zeminy, její optimální vlhkosti a požadované hustoty, jakož i skupiny a třídy kamenných materiálů. Na základě dat z blízkých meteostanic je sestaven graf změn půdní vlhkosti v prostoru trasy v průběhu stavební sezóny.
3.1. Požadovaná hustota g sk 0 přidělené podle maximální standardní hustoty stanovené standardní metodou zhutnění v zařízení Sojuzdorniy (příloha 1) a podle stanoveného koeficientu zhutnění K.
pro jemnozrnné půdy
pro půdy s inkluzemi částic většími než 5 mm (až 30 %)
Hodnota minimálního přijatelného koeficientu K jsou předepsány při návrhu podloží vozovky v závislosti na vozovce-klimatickém pásmu, kategorii vozovky a umístění vrstvy zeminy po výšce násypu (tab. 1).
Snížení minimálního koeficientu zhutnění je povoleno maximálně v 10 % případů a nemělo by překročit 0,04 v absolutní hodnotě. Rozdíl mezi hodnotami součinitele zhutnění průřezu v horní vrstvě vozovky pro komunikace s trvalými vozovkami by neměl překročit 0,02 a pro ostatní typy vozovek – 0,04.
3.2. Pokud je v lomu několik vrstev charakteristických typů zeminy, když je lom těžen rypadly, bere se jako požadovaná hustota průměrná hodnota hustot zjištěná pro každou z nich:
kde g sk 1 . G ck n — požadované hustoty zemin (materiálů) v jednotlivých vrstvách, g/cm 3;
h1 . hn – tloušťka vrstev, cm.
Při systematických odchylkách hustoty zeminy dosahované při hutnění v násypu od požadované o 0,06 g/cm 3 nebo více (klesající i rostoucí), požadovaná hustota by měla být vyjasněna provedením standardního zhutnění zeminy odebrané z náspu v místě odběru vzorků.
3.3. Požadované hustoty při stavbě podloží ze zemin obsahujících částice větší než 5 mm více než 30 % (štěrk, drť atd.), jakož i při výstavbě podloží ze slabých kamenných materiálů (vápenec, opuka, břidlice, důlní odpad atd.) se instaluje zkušebním hutněním pomocí těžkých strojů. Maximální hustota zeminy nebo kamenného materiálu získaná v tomto případě při nejúčinnějším provozním režimu zhutňovacích strojů (viz odstavec 4.15) se považuje za požadovanou.
Minimální požadovaná hodnota faktoru zhutnění
Hloubka vrstvy od povrchu nátěru, м
Vylepšené trvalé nátěry
Vylepšené, lehké a přechodné nátěry
Výkopy, nulová místa a přirozené základy pro nízké náspy
Pod mrazovou zónou
* V zónách IV – V se bere rovna 0,8 м.
Všimněte si mě. 1. Velké hodnoty součinitele zhutnění jsou akceptovány pro cementobetonové a cementozemní nátěry a základy, stejně jako pro zlepšené lehké nátěry.
2. V silničních klimatických pásmech IV – V lze doporučit výraznější zhutnění horních vrstev podloží vozovky za účelem jejich využití jako spodních konstrukčních vrstev povrchu vozovky.
Kromě toho je nutné, pokud je to možné, stanovit hustoty stabilních násypů vybudovaných z podobných materiálů a udržovaných po dobu nejméně tří let. K tomu se prozkoumají nejméně dva nebo tři násypy a stanoví se objemové hmotnosti kostry půdy v hloubce nejméně 1,0 – 1,5 м z povrchu vozovky v dírách na okraji vozovky. Získané hodnoty objemových hmotností skeletu zeminy jsou brány jako požadovaná hustota při výstavbě násypů z podobných materiálů. Hustota zeminy získaná během zkušebního válcování by neměla být nižší než hustota zjištěná při zkoumání stávajících násypů.
Při výstavbě násypů z kamenných materiálů tříd 1 – 4 nejsou stanoveny požadavky na jejich hustotu, je však třeba dodržet obecná pravidla pro budování násypů (vrstva po vrstvě plnění a hutnění pěchovacími nebo vibračními stroji).
Nízko soudržné a nesoudržné zeminy (písčitá hlína a písek) lze účinně zhutňovat při obsahu vlhkosti v rozmezí 0,8 – 1,2W. U písků jedné velikosti je minimální obsah vlhkosti 6 – 8 %, protože jinak bude zhutnění písků velmi obtížné.
4.1. Současnou kontrolu hutnění podloží (tabulka 2) provádějí polní laboratoře na divizích silničního stavitelství a také kontrolní stanoviště strojně-silničních odřadů, pracující pod obecným dohledem centrální laboratoře trustu nebo oddělení.
Terénní laboratoře obsluhují v průměru 3 – 6 objektů, kde se za směnu provede až 8 – 10 tisíc úkonů. м 3 zemní práce.
Kontrolní stanoviště jsou vytvořena u každého strojně-silničního odřadu (bagr, skrejpr atd.) s výkonem do 2 – 3 tis. za směnu. м 3 zemní práce.
4.2. Kontrolní stanoviště denně sledovat zasypávání zeminy a provoz hutňovacích strojů a také pomocí dostupného zařízení (příloha 3) odebírat vzorky zeminy pro stanovení hustoty pomocí zařízení Kovalev. Získané hodnoty hustoty se porovnají s požadovanými.
Při sledování kvality zhutnění půdy s inkluzemi štěrkovitých částic, jakož i v zimních podmínkách, kdy použití Kovalevova zařízení není možné, se hustota půdy zjišťuje jamkovou metodou nebo metodou voskování (viz příloha 1) s výběrem zmrazené vzorky půdy.
Seznam hlavních prací prováděných při rutinním sledování hutnění podloží
Technická dokumentace (Příloha 2)
Určuje hustotu násypových zemin vrstvu po vrstvě při jejich výstavbě
za vrstveným zasypáváním zeminou po celé šířce násypu,
optimální tloušťka zhutněné vrstvy,
počet přejezdů (nárazů) stroje na zhutňování půdy na jednom místě,
vlhkost půdy při hutnění
Dodatečně zkoumá zásoby (spolu s centrální laboratoří)
Stanovuje racionální provozní režim lisovacích strojů – zkušební lisování (spolu s centrální laboratoří)
Řídí stanovení hustoty půdy v podloží (spolu s centrální laboratoří)
Určuje relativní koeficient zhutnění
Zjišťuje fyzikální a mechanické vlastnosti rezervních zemin včetně koeficientu heterogenity písku (nepovinné) společně s centrální laboratoří
Určuje optimální vlhkost a maximální hustotu charakteristických půd v zásobách (lomech); zavádí racionální provozní režim pro zhutňovací stroje a řídí stanovení hustoty zeminy v podloží (spolu s polní laboratoří); provádí metodické vedení a kontrolu činnosti podřízených laboratoří a kontrolních stanovišť, instruuje pracovníky laboratoře; pomáhá při vybavování polních laboratoří potřebným vybavením a sleduje provozuschopnost kontrolních a měřicích přístrojů
V zimních podmínkách, v důsledku rozkladu půdy, když mrzne, koeficient zhutnění K, která je stanovena na základě testování vzorků zmrzlé zeminy odebraných ze zhutněných vrstev násypu, se rovná:
kde Kfakt — skutečný koeficient zhutnění stanovený na vzorcích zmrzlé půdy;
b je korekční hodnota, která se rovná 0,03 – 0,04 pro soudržné zeminy a 0,01 – 0,02 pro nesoudržné zeminy.
4.3. Vlhkost půdy každé vrstvy připravené ke zhutnění se měří jednou za směnu.
Počet vzorků pro stanovení hustoty zeminy je přiřazen v závislosti na šířce zhutněné vrstvy a výšce násypu. Ve vrstvách o šířce menší než 20 мodeberte tři vzorky z každého průřezu (jeden podél osy vozovky a dva na krajnicích ve vzdálenosti 1,5 – 2 м ze svahu); ve vrstvách o šířce přesahující 20 м, odeberte alespoň pět vzorků z průměru (podél osy násypu, 2 м ze svahů a mezi těmito body). Příčníky jsou rozmístěny každých 200 м s nízkými náspy (do 2-3 м); s výškou násypu větší než 3 м průměry jsou rozmístěny po 50 м.
Kromě toho se odebírají vzorky zeminy z každé zhutněné vrstvy nad potrubím, v kuželech a na napojení na mostní konstrukce.
Počet vzorků z vysoce soudržných zemin (těžké hlíny a jíly), jakož i vzorků odebraných jamkovou metodou nebo ve zmrzlém stavu, lze snížit na polovinu.
4.4. Ze středu zhutněné vrstvy se odebírá vzorek zeminy o tloušťce do 30 cm; při větší tloušťce hutněné vrstvy se odebírají dva vzorky po výšce vrstvy.
Doporučuje se odebírat vzorky ve všech vrstvách podél stejné vertikální linie.
Kvalita zhutnění se zjišťuje porovnáním získaných hodnot objemové hmotnosti skeletu zeminy g ck s hodnotami požadované hustoty g sk 0. To poskytne odhad:
vynikající, pokud 90 % testovaných vzorků má koeficienty zhutnění půdy podloží ne nižší než požadované (tabulka 1) a u 10 % vzorků odchylka směrem dolů nepřesáhne 0,02;
je dobré, když 90 % testovaných vzorků má koeficienty zhutnění zeminy všech vrstev podloží ne nižší než požadované (tabulka 1), u 5 % vzorků nepřesahuje odchylka dolů 0,02 a u 5 % odchylka vzorků nepřesahuje 0,04;
vyhovující, pokud u 90 % zkoušených vzorků nejsou koeficienty zhutnění zeminy všech vrstev podloží nižší než požadované a u 10 % vzorků odchylka směrem dolů nepřesáhne 0,04.
Při výstavbě násypů z kamenných materiálů tříd 1 – 4 se kvalita jejich zhutnění kontroluje zkušebními průchody těžkého motorového válce (10 – 12 т). Deformace povrchu násypu (sedání pod válečky) během zkušebních průchodů by neměla překročit 5 mm.
4.5. Zemina se na podkladovou vrstvu nasype až po jejím dostatečném zhutnění.
4.6. Polní laboratoř provádí práce související s doplňkovým zkoumáním rezervních zemin a vyjasňováním konstrukčních parametrů pro zhutňování zemin, stanovení racionálního provozního režimu pro stávající stroje na hutnění zemin; společně s Centrální laboratoří systematicky sleduje kvalitu hutnění násypu při výstavbě podloží. Kromě toho je vedoucí terénní laboratoře povinen pravidelně kontrolovat činnost kontrolních stanovišť.
4.7. Dodatečné vyšetření rezervy plánované pro zástavbu se provádějí před zahájením hlavních výkopových prací, a pokud se zjistí, že zemní poměry neodpovídají projektovým údajům, pak během výkopových prací.
Dodatečným zkoumáním zásob jsou objasněny hodnoty optimální vlhkosti a požadované hustoty zeminy a materiálů umístěných v násypu.
Současně se odebírají vzorky bez narušení jejich přirozeného stavu pro stanovení objemové hmotnosti zeminy nebo rezervních kamenných materiálů nezbytných pro zjištění skutečného objemu výkopových prací (viz odstavce 4.24, 4.25).
4.8. Pro hutnění podloží Používají se tyto stroje: vačkové kladky; mřížové válečky; tažené, návěsové a samohybné pneumatické válce; vibrační, vibrační, pěchovací stroje.
4.9. Hlavními technologickými ukazateli činnosti strojů na zhutňování zemin jsou: zhutňovací schopnost (optimální tloušťka hutněné vrstvy zeminy), schopnost zhutňovat zeminy různého složení a podmínek, schopnost pracovat v letních i zimních podmínkách a s stísněná pracovní fronta. Technologické vlastnosti strojů na zhutňování zeminy se berou v úvahu při vypracování projektu pro organizaci práce a během procesu výkopových prací.
4.10. Při hutnění soudržných, hrudkovitých zemin a zemin, jako jsou těžké hlíny a jíly, s vlhkostí maximálně optimální, je vhodné používat padové válce.
Příhradové válce jsou účinné pro hutnění soudržných (optimálně vlhkých), hrudkovitých „suchých“ zemin, zemin s vměstky drceného kamene, malých valounů (do 30 – 35 cm), štěrkopískové směsi, při práci v zimních podmínkách zhutňovat směs rozmrzlé půdy se zmrzlými hrudami (do velikosti 35 – 40 cm).
Pneumatické válce na pneumatiky jsou nejúčinnější pro hutnění písčité hlíny, hlíny a jílu, když se jejich vlhkost blíží optimální.
Pro hutnění písku, písčité hlíny, štěrkopísku a směsí drceného kamene a písku, štěrku a drtě je vhodné používat vibrační a vibrační stroje.
Pěchovací stroje jsou účinné pro zhutňování zeminy ve všech podmínkách výstavby podloží s vlhkostí půdy blízko optimální hodnotě.
Při omezeném rozsahu prací jsou nejvhodnějšími prostředky pro zhutňování půdy samojízdné pneumatické válce, vibrační, vibrační a pěchovací stroje a lehké pěchy.
Použití strojů na zhutňování půdy v jiných než výše uvedených podmínkách je možné (což by mělo být stanoveno zkušebním zhutněním), avšak snížená produktivita a nižší schopnost zhutňování vedou ke zvýšeným nákladům na hutnění půdy.
4.11. Zhutnění zeminy průjezdy pneumatických kolových zemních a dopravních vozidel za normálních podmínek je považováno za předběžné. Jednotlivé stroje lze za určitých podmínek použít ke zhutňování půdy. Potřebného zhutnění půdy pásová vozidla nedosahují, nelze je tedy použít jako zhutňovací prostředky.
4.12. Půda se ihned po naplnění vrstvy zhutní. Počet strojů na hutnění zeminy a jejich produktivita musí odpovídat produktivitě výkopového týmu. Vysychání a zejména podmáčení či promrzání nasypané zeminy proces hutnění komplikuje, často téměř znemožňuje.
4.13. Efektivní provoz zhutňovacích strojů do značné míry závisí na správné tloušťce sypané vrstvy zeminy a počtu přejezdů (nárazů) strojů po jedné dráze.
Tloušťka zhutněných vrstev zeminy a dalších materiálů musí být optimální. Přiděluje se stejně jako počet přejezdů (nárazů) zhutňovacích strojů na jednom místě v závislosti na typu stroje a typu zeminy (tab. 3).
Orientační hodnoty pro optimální tloušťku hutněné vrstvy a počet přejezdů hutnicích strojů
Optimální tloušťka vrstvy v hustém těle, cm
Požadovaný počet průchodů (útoků)