7.Учебное пособие_Александров_Семенова_Тех_я стр_ва ВТ_2015. Технология строительства водопропускных труб автомобильных дорог
 Скачать 5.74 Mb.
|
|
108 Рис. 123. Зависимость коэффициента уплотнения грунта от коэффициента увлажнения Из анализа данных рис. 123 следует, что коэффициент уплотне- ния, равный 1, достигается при коэффициенте увлажнения, равном 1, а коэффициент уплотнения 0,98 может быть получен при вариации коэффициента увлажнения от 0,92 до 1,08. Продолжая анализировать данные рис. 123, нетрудно заметить, что чем ниже значение коэффи- циента уплотнения, тем больше диапазон варьирования допускаемого коэффициента увлажнения. Таким образом, данные табл. 13 полно- стью подтверждаются данными эксперимента. Следовательно, при уплотнении грунтов до коэффициентов уп- лотнения, меньших 1, влажность грунта может отличаться от опти- мальной величины, но должна находиться в строго определенных пределах, при которых коэффициент увлажнения грунта не выходит за рамки значений, указанных в табл. 13. Если коэффициент увлажне- ния грунта выходит за рамки, регламентируемые табл. 13, то грунт либо увлажняют, либо осушают. При применении тяжелых катков на пневматических шинах зна- чения оптимальной влажности должны быть на 2−3 % меньше значе- ний, определенныхпометоду стандартного уплотнения [39]. В случае уплотнения грунтов повышенной влажности давление воздуха в шине 109 снижают и тем самым увеличивают площадь отпечатка и время воз- действия катка на грунт. При этом уменьшается уплотняющее воз- действие уплотнителя, но исключается возможность выжимания грунта из-под колес (вальцов) катков. Если при применении самоходных катков на пневматических шинах грунт все же выжимается из-под катков, то первые проходы выполняют при движении ведущими колесами вперед. Этот прием уменьшает требуемую силу тяги машины и исключает выдавливание грунта из-под вальцов катка. При использовании катков с регулируемым давлением воздуха в шине первые проходы выполняют при пониженном давлении в шине, постепенно увеличивая его до расчетного значения к концу процесса укатки. Постепенное повышение удельного уплотняющего давления − одно из основных требований при уплотнении связных грунтов. При этом обеспечивается получение плотной и прочной структуры грунта по всей толщине уплотняемого слоя. Давление воздуха в шинах катка на начальном этапе уплотнения связных грунтов не должно превы- шать 0,2 − 0,3 МПа. На заключительном этапе уплотнения супесей давление в шинах катков должно быть равным 0,3 − 0,4 МПа. Для реализации технологии уплотнения грунтов при переменном давлении воздуха в шинах необходимо снабжать каток стандартными шинами. Поясняя это требование, укажем на то, что катки на пневма- тическом ходу могут быть снабжены одним из двух типов шин: стан- дартными или широкопрофильными, показанными на рис. 124 [39]. Широкопрофильные ши- ны применяются при фикси- рованном давлении воздуха 0,4 МПа [39]. Они пригодны для конечной укатки асфаль- тобетона и для уплотнения грунтов, хуже подходят для обычного грунта, так как не имеют такого глубинного эф- фекта, как стандартные шины [39]. При уплотнении грунтов такие шины не применяют. Иногда возникают случаи, ко- гда необходимо произвести уплотнение сравнительно тонких слоев грунта. Например, при уплотнении грунтов кулачковым катком грунт Рис. 124. Стандартные и широкопрофильные шины 110 на поверхности верхнего технологического слоя разрыхлен. Для уп- лотнения этого грунта могут быть применены катки с широкопро- фильными шинами. Стандартные шины позволяют варьировать давление воздуха в них, что дает возможность соблюдать все технологические требова- ния, оговариваемые строительными правилами [20]. Это обстоятель- ство особенно важно, так как влажность грунта, добываемого в тече- ние строительного сезона, изменяется. Поэтому возникают случаи, когда грунтовые призмы разных труб следует уплотнять при разных режимах, в том числе и при различном режиме вариации давления воздуха в шинах. Важной особенностью самоходных пневматических катков явля- ется то, что колеса переднего и заднего вальцов перекрывают прохо- ды друг друга (рис. 125). Величина перекрытия составляет от 3 до 5 см [39]. Рис. 125. Схема перекрытия проходов колес переднего и заднего вальцов самоходных катков на пневматических шинах Рассматривая луковицы напряжений от каждого колеса (рис. 126), можно убедиться в том, что они перекрываются, а нормальное вертикальное напряжение в области их перекрытия определяется суммированием компоненты тензора напряжений от каждого колеса [39 ]. Величина осадки зависит от величины вертикального напряже- ния. Поэтому перекрытие луковиц напряжений является достоинст- вом катка, которое проявляется на завершающей стадии процесса, ко- гда сопротивление уплотнению достаточно велико. 111 При предварительном уплотнении (подкатке) грунта легкими катками нагрузка на каждое из колес должна быть примерно в 2 раза меньше на- грузки на колесо основного, более тяжелого катка [39]. Первые и последние 2−3 прохода по полосе укатки производят на малой скорости передвижения катка, равной 2,0 − 2,5 км/ч, а промежуточ- ные проходы − при большей скорости, равной 8−10 км/ч, в соответствии с данными технического паспорта катка [14, 20, 39]. Для получения однородной плотности грунта в уплотняемом слое полотна давление во всех шинах колес катка должно быть одинако- вым. При применении любого катка его эффективность зависит от со- стояния грунта в подстилающем слое. Качественное уплотнение не- возможно, если грунт в нижележащем слое имеет высокую деформи- руемость. К таким грунтам можно отнести связные грунты высокой влажности [39]. Кулачковые катки являются модификацией гладковальцового катка, полученной посредствам крепления к стальному полому бара- бану многочисленных выступов (см. рис. 117). Эти выступы называ- ют кулачками, они располагаются на вальце в определенном порядке, отличительной чертой которого является сдвижка кулачков одного ряда относительно кулачков соседнего ряда. При уплотнении грунта в определенный момент времени вес катка передается только на срав- нительно малое количество кулачков, что обуславливает высокие давления, которые больше давлений, передаваемых гладковальцовым катком и катком на пневматических шинах. Это обстоятельство явля- ется важным преимуществом кулачкового катка. Вес пустотелого ба- рабана катка можно менять путем заполнения объема водой, песком или их смесью [35]. Таким образом, имеется возможность варьирова- ния давления от кулачков на грунт в процессе уплотнения. Рис. 126. Перекрытие луковиц нормальных вертикальных напряжений 112 Отличительной чертой процесса уп- лотнения грунта ку- лачковым катком яв- ляется то, что техно- логический слой на- чинает уплотняться от нижней поверхно- сти [35]. Это объяс- няется тем, что ку- лачки проникают в слой отсыпанного грунта и оказывают давление на его ниж- нюю поверхность (рис. 127). Характер- ной особенностью применения таких катков является то, что вне- дренные в грунт кулачки препятствуют расширению грунта в межку- лачковом пространстве. В результате этого боковое расширение грун- та, расположенного между кулачками, существенно ограничено, а вблизи кулачков грунт работает без бокового расширения, т. е. испы- тывает компрессионное сжатие. Такой вид напряженного состояния является наиболее благоприятным для уплотнения. По мере увеличения проходов катка кулачки проникают в слой на все меньшую глубину, а в конечном итоге выходят на поверхность слоя. Выход кулачков на поверхность слоя грунта свидетельствует о том, что применяемый каток полностью реализовал свою уплотняю- щую способность. Судить о достаточности степени уплотнения грун- та можно только по результатам определения коэффициента уплотне- ния и его сравнением с требованиями СП 34.13330.2012 [18]. Другим преимуществом кулачковых катков считается то, что по мере передвижения катка вперед грунт дополнительно измельчается и перемешивается до однородного состояния [35]. Наиболее целесооб- разная скорость движения катка − 8 км/ч [35]. В нормальных условиях использование кулачковых катков реко- мендуется для уплотнения относительно дисперсных грунтов, подоб- ных пылеватым глинистым и глинистым [35]. Рис. 127. Иллюстрация внедрения кулачков в слой уплотняемого грунта 113 Контрольные вопросы и задания 1. Опишите т ехнологию работ по устройству грунтовой призмы трубы. 2. Как происходит засыпка трубы и уплотнение грунта наклон- ными слоями? 3. Опишите технологию засыпки и уплотнения грунта в стеснен- ных условиях. 4. Дайте описание процесса укатки грунтов в зависимости от ви- да уплотняющей техники. 5. Каким образом взаимосвязаны плотность и влажность грунта? 9. УСТРОЙСТВО ЛОТКОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБАХ В металлических гофрированных трубах выполняют устройство защитных лотков. Такие лотки выполняют внутри готовой трубы, а также в отдельных секциях, собираемых из звеньев на полигонах. Лотки представляют собой сборную или монолитную конструкцию, в которой применяются разнообразные материалы, бетоны, асфальто- бетоны, материалы, обработанные вяжущими веществами, и т.п. Лот- ки укладывают на слой дополнительного антикоррозионного покры- тия, как правило, после возведения насыпи над МГТ [9]. В случаях устройства лотков в отдельных секциях необходимо, чтобы длина лотка была меньше длины секции на величину, обеспе- чивающую стыковку секций стандартными гофрированными элемен- тами при монтаже [9]. После устройства стыков в трубе имеются уча- стки, не покрытые материалом лотка. Такие участки необходимо за- полнить асфальтобетоном [9]. 9.1. Устройство сборных бетонных и асфальтобетонных лотков Размеры бетонных и асфальтобетонных блоков принимают со- гласно указаниям [9, 40]. Изготовление блоков из бетонной смеси вы- полняют на бетонных заводах или полигонах, находящихся вблизи строящейся дороги [9]. При изготовлении бетонных лотков бетонную смесь укладывают в сборно-разборную металлическую опалубку и уплотняют на вибростолах. 114 Бетонные блоки транспортируют на строительную площадку и монтируют на подготовленную поверхность трубы. Подготовка трубы состоит в очистке ее внутренней поверхности и нанесении защитного слоя битумно-резиновой мастики, битуминоли или другого материа- ла, обладающего хорошим сцеплением с металлом. Укладку блоков выполняют вручную на битумную эмульсию или другой материал на основе битума в холодном состоянии. В местах болтовых соединений помещают блоки пониженной высоты [9]. Для изготовления блоков сборного асфальтобетонного лотка применяют литые песчаные асфальтобетонные смеси. Сборные ас- фальтобетонные блоки готовят на асфальтобетонном заводе, на кото- ром оборудуют специальный полигон [40]. На этом полигоне асфаль- тобетонную смесь загружают в металлические сборно-разборные формы, которые объединены в единую кассету с 12-ю ячейками [40]. Отметим, что независимо от материала лотка (бетон или асфальтобе- тон) размеры блоков принимают одинаковыми. Поэтому металличе- ская опалубка, служащая для изготовления бетонных блоков [9], и форма для изготовления асфальтобетонных блоков имеют одинако- вую конструкцию. Конструкция и размеры бетонных и асфальтобе- тонных блоков приведены на рис. 128 и 129. Рис. 128. Сборные бетонные и асфальтобетонные лотки типа I Рис. 129. Сборные бетонные асфальтобетонные лотки типа II Металлическая форма, или опалубка, представляет собой кассету, в которой размещены 12 ячеек-форм. В каждую ячейку вставлено свободно опирающееся дно [9, 40]. Дно выполняется из того же гоф- рированного металла, что и сегменты трубы [9, 40]. Благодаря этому лоток без особых затруднений устанавливается внутри готовой трубы. Перед укладкой асфальтобетонной смеси стенки форм обрабаты- вают водой с керосином (в соотношении 1:1) [40]. Уплотняют смесь в 115 формах кратковременным вибрированием (с пригрузкой или без нее) [40] . При отсутствии такой возможности смесь разравнивают и уби- рают излишки. Готовую кассету со смесью транспортируют к емкости с водой и для более быстрого остывания опускают в воду [40]. После полного остывания смеси кассету извлекают из воды [40]. Распалубку форм и извлечение готовых блоков осуществляют на специальной площадке [40]. Перед устройством лотка внутреннюю поверхность трубы в слу- чае необходимости следует предварительно покрыть (если это не пре- дусмотрено проектом) защитным слоем из битумно-резиновой масти- ки (МБР), битума или других герметиков, обладающих достаточно высоким сцеплением с металлом. Перед укладкой сборных асфальтобетонных лотков внутреннюю поверхность секций подготавливают, обрабатывая дополнительное защитное покрытие 50−60 %-ной катионной битумной эмульсией или горячим битумом [40]. Применение битумной эмульсии позволяет проводить работы холодным способом, вследствие чего ей рекомен- дуется отдавать предпочтение [40]. Длина полосы, обрабатываемой эмульсией, не должна быть больше двух рядов уложенных блоков, т. е. обработка внутренней поверхности производится на длину не бо- лее 50 см. Расход вяжущего принимают в пределах 0,6 – 0,8 л/м 2 [40]. Обработанная поверхность должна быть ровной, без пропусков, сгу- стков, подтеков и пузырей [40], что контролируется визуально после окончания работ. На подготовленную внутреннюю поверхность укладывают сбор- ные асфальтобетонные блоки. Укладку выполняют вручную. При ук- ладке лотков в секциях их монтаж выполняют в направлении, проти- воположном подаче блоков, а монтаж лотков в готовой трубе ведут одновременно в двух направлениях − от середины к торцам трубы [40]. В местах болтовых соединений, где установка сборных элемен- тов I типа (см. рис. 128) невозможна, устанавливают блоки II типа ( см. рис. 129) или указанные места заполняют горячей асфальтобе- тонной смесью либо битумной мастикой [40]. Транспортировку готовых блоков к месту устройства трубы вы- полняют в контейнерах, полки которых должны быть выполнены из того же гофрированного металла, из которого собирают трубы [40]. Блоки на полки контейнеров укладывают в два ряда, второй ряд дол- жен быть уложен плоской стороной вниз [40]. 116 После окончания работ по устройству сборного защитного лотка его поверхность обрабатывают битумной эмульсией [40]. Работы по устройству сборного лотка считаются законченными после полного распада битумной эмульсии на его поверхности [40]. 9.2. Устройство монолитных бетонных и асфальтобетонных лотков При устройстве монолитных бетонных лотков выполняют сле- дующие операции [9]: 1) очистку поверхности трубы; 2) укладку бетона на всю ширину лотка; 3) уплотнение бетона. Уплотнение бетона выполняется металлической виброрейкой [9]. Устройство монолитного бетонного лотка выполняют при положи- тельной температуре воздуха. При отрицательных температурах воз- духа для устройства лотка требуется разработка специального проек- та, предусматривающего мероприятия по обеспечению проектных ха- рактеристик материала лотка [9]. Для устройства монолитных лотков применяют литую асфальто- бетонную смесь, которую подвозят к трубе в металлической емкости и транспортируют ее далее по трубе по настилу [40]. Настил делают сборным, удаляя из трубы его отдельные элементы по мере укладки асфальтобетонной смеси [40]. Смесь следует укладывать в направле- нии, противоположном ее подаче [40]. Температура смеси при уклад- ке должна быть 140−160 °С, а укладку выполняют на ширину сектора, разравнивая металлическими движками и приглаживая деревянными вальками [40]. Оценка качества выполнения работ по устройству лотка выпол- няется визуально путем внешнего осмотра и проверкой отсутствия трещин, бугров, впадин, расслоений. Измерению подлежат контроли- руемые геометрические размеры. По окончании работ составляется акт приемки лотка в трубе [40]. Контрольные вопросы и задания 1. Какие конструкции защитных лотков применяют в металличе- ских трубах? 2. Опишите технологию устройства сборных бетонных и асфаль- тобетонных лотков. 3. Опишите технологию устройства монолитных лотков. 117 10. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РАБОТ При строительстве водопропускных труб применяется большое количество материалов, обуславливающих технологии производства работ. Кроме того, строительство трубы сопряжено с устройством различных конструкций, каждая из которых требует выполнения под- готовительных, основных, а подчас и отделочных работ. Поэтому контроль качества строительства водопропускных труб отличается многообразием. Виды работ по контролю обуславливаются конструк- цией трубы, применяемыми материалами и технологиями. Вследствие этого постройка любой трубы сопровождается разработкой индиви- дуальной регламентации контроля качества. Задачи контроля качества [9]: 1) соответствие качества материалов и конструкций требованиям проекта и государственных стандартов; 2) высокое качество выполняемых работ и их соответствие ут- вержденному проекту и действующим нормативным документам; 3) своевременное осуществление промежуточной приемки вы- полненных работ и правильное оформление соответствующей произ- водственно-технической документации. Документация контроля качества включает в себя акты отбора проб и протокола испытаний. До приемки скрытых работ и ответст- венных конструкций запрещается проводить последующие работы. Например, в непринятом котловане запрещается отсыпать подушку и устраивать фундамент. Входной контроль поступающих материалов выполняют в соот- ветствии с действующими ГОСТами на методы испытаний, сравнивая экспериментально установленные показатели с величинами, оговари- ваемыми в стандартах на технические условия. Такой вид контроля называют входным. В процессе работ выполняют операционный контроль, а оценку качества производят по результатам приемочного контроля. При опе- рационном и приёмочном контроле оценивают одни и те же парамет- ры построенных конструкций, применяя одинаковые методы испыта- ний. Все виды контроля выполняются лабораторией застройщика, но с проверкой результатов лабораторией технического надзора, дейст- вующей со стороны заказчика. Лаборатория застройщика выполняет |