Способ контроля качества уплотнения неоднородного глинистого грунта

 

Использование: в гидротехническом, дорожном и мелиоративном строительстве, в частности в процессах возведения качественных насыпей и искусственных оснований. Сущность: способ контроля качества уплотнения неоднородного глинистого грунта включает определение плотности ρ_α и степени уплотнения R для грунта или его мелкозема. Затем определяют нижний предел пластичности W_p и рассчитывают относительную влажность грунта по формуле: K_w=(ρ_s-ρ_α)/(ρ_s·ρ_α·W_p) , после чего находят степень уплотнения R по корреляционной связи между R и K_w заранее установленной в процессе изысканий или опытным уплотнением. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому, мелиоративному, дорожному и другим видам строительства, где необходимо возведение качественных насыпей и искусственных оснований.

Известен способ контроля качества уплотнения глинистых грунтов, при котором выполняют определение плотности ρ_α по ГОСТ 28514-90 (для грунтов с крупными включениями - метод лунки) или по ГОСТ 5180-84 (для грунтов без включений - метод парафинирования и метод режущего кольца), а затем полученное значение плотности ρ_α сравнивают с контрольным значением максимальной плотности ρ_α^max , установленным в проекте путем статистической обработки данных геологической разведки месторождения строительных материалов, при которой природная изменчивость грунтов оценивается с некоторым запасом какой-то конкретной, единой для данного месторождения величиной. При этом вычисляют степень уплотнения R = , которая для земляных гидротехнических сооружений принимается равной 0,95-1,0 (Чураков А. И. , Волнин Б. А. и др. Производство гидротехнических работ. М. , 1985, с. 196) и является единым критерием качества уплотнения грунта.

Таким образом, в известном способе не учитывается естественная неоднородность грунтов месторождения, что может привести к недоуплотнению, или переуплотнению их за счет изменения зернового состава, минералогии, влажности и т. п. даже в установленном проектом диапазоне возможной вариации этих свойств.

Известен также практический геотехконтроль с применением дифференцированных критериев качества для ядра плотины Оровилл в США. На строительстве этой плотины применен способ контроля качества уплотнения неоднородных глинистых грунтов, в котором для каждой пробы определялись плотность грунта ρ_α , максимальная плотность ρ_α^max и степень уплотнения R= . Максимальная плотность ρ_α^max определялась трамбованием грунта пробы при удельной уплотняющей работе 29 ˙10⁵ Н ˙м/м³ [1] .

Однако принятый за прототип способ обладает рядом существенных недостатков: следует отметить значительную трудоемкость определения, особенно для глинистых грунтов, содержащих песчано-гравийные или щебенистые фракции, необходимость (если соблюдать ГОСТ 22733-90) выдерживания размельченного грунта в эксикаторе в течение 2-х часов.

Целью изобретения является повышение оперативности и информативности контроля путем исключения наиболее трудоемких операций экспериментального определения максимальной плотности ρ_α^max для каждой пробы.

Это достигается тем, что для каждой пробы определяют нижний предел пластичности W_р и рассчитывают относительную влажность грунта по формуле K_w = , а затем находят степень уплотнения R по корреляционной связи между R и K_w, заранее установленной в процессе изысканий или опытным уплотнением.

Способ иллюстрируется графиком.

П р и м е р 1. Изменчивость максимальной плотности грунта в месторождении составляет ρ_α = 1,75-1,90 т/м³, его расчетное значение (с запасом) ρ_α = 1,85 т/м³, степень уплотнения D ≥ 0,95, плотность частиц грунта ρ_s= 2,70 т/м³.

Отобранная в ходе контроля проба грунта имеет плотность ρ_α= 1,80 т/м³, следовательно степень уплотнения составляет D = = 0.97 > 0.95 . По предлагаемому способу нижний предел пластичности W_p равен 0,232, влажность водонасыщения составляет W_s = = 0.185, относительная влажность K_w= 0,185/0,232= 0,80.

По прилагаемому графику R= f(K_w) определим степень уплотнения, она составляет R= 0,94<0,95, т. е. проба не удовлетворяет требованию проекта.

П р и м е р 2 (исходные данные те же). Отобранный образец имеет плотность ρ_α= 1,74 т/м³, степень уплотнения R= 1,74/1,85= 0,94<0,95, т. е. проба не удовлетворяет требованию проекта. По предлагаемому способу определяем W_p и W_s, они составляют W_p = 0.213 и W_s = = 0.204.

Относительная влажность K_w= 0,204/0,213= 0,96, степень уплотнения R= 1,00>0,95, т. е. проба имеет достаточную степень уплотнения.

Из приведенных примеров видно, что, несмотря на некоторый разброс точек на графике R= f(K_w), предлагаемый способ позволяет с большой разрешающей способностью оценивать реальную степень уплотнения грунта с учетом его природной изменчивости. Кроме того, грунт с большой плотностью может (формально удовлетворяя требованиям проекта) не обладать достаточной степенью уплотнения и, как следствие, содержать в себе потенциальную возможность проявлять пониженную (по сравнению с проектной) прочность, дополнительные осадки и т. д. в период эксплуатации сооружений. (56) 1. Методы обеспечения качества строительных работ при возведении высоких грунтовых плотин. Обзорная информация, Чернигов А. Г. , М. : Информэнерго, 1988, с. 15, 38.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ НЕОДНОРОДНОГО ГЛИНИСТОГО ГРУНТА , в том числе с песчано-гpавийными или щебенистыми фpакциями, включающий опpеделение плотности ρ_α и степени уплотнения R для гpунта или его мелкозема, отличающийся тем, что, с целью повышения опеpативности и инфоpмативности контpоля, пpедваpительно опpеделяют нижний пpедел пластичности W_P, плотность частиц гpунта ρ_S , устанавливают коppеляционную связь между степенью уплотнения R и относительной влажностью гpунта K_W и pассчитывают относительную влажность гpунта по фоpмуле K_W = , после чего находят степень уплотнения R по коppеляционной связи между R и K_W.

РИСУНКИ

Рисунок 1