Уплотнение грунтов и состав работ на участках насыпей

В аэродромных сооружениях грунт всегда подвержен воздействию временной нагрузки непосредственно или через вышележащие конструктивные слои. Во всех случаях деформация грунта под нагрузкой не должна превышать предельно допустимой величины в зависимости от назначения инженерного сооружения.

В основаниях грунт находится преимущественно в естественном состоянии, за исключением участков насыпей, где естественную структуру грунта разрушают при разработке, транспортировании и отсыпке в насыпь. Задача строителей заключается в том, чтобы создать искусственно прочную и устойчивую структуру грунта в теле насыпи, а иногда и в выемке. Одним из способов придания прочности и устойчивости грунту, разрыхленному при разработке, является уплотнение. При уплотнении частицы грунта сближаются, что повышает внутренние силы сцепления грунта, а следовательно, и модуль деформации. Водопроницаемость грунта после уплотнения уменьшается и грунт становится более устойчивым к действию влаги.

Лабораторные и полевые наблюдения показали, что грунты, имеющие плотность меньше 0,95—0,98 от максимальной, полученной при стандартном уплотнении, в процессе промерзания при неблагоприятных условиях склонны к значительному переувлажнению.

При возведении насыпей необходимо снять и временно обваловать растительный грунт, послойно отсыпать и разровнять насыпь из однородных грунтов, уплотнить каждый слой до требуемой плотности, спланировать поверхность насыпи по геодезическим отметкам, восстановить растительный грунт, где это предусмотрено проектом. Кроме перечисленных процессов, может возникнуть необходимость в увлажнении или просушивании грунта, если влажность его больше или меньше оптимальной.

Послойное возведение насыпи обусловлено тем, что существующие уплотняющие средства позволяют получить хорошее качество работ с невысокой их стоимостью только при уплотнении слоями толщиной обычно не более 30—50 см. При уплотнении грунта слоями 60—100 см и более стоимость уплотнения значительно возрастает.

Устойчивость насыпи в основном зависит от качества уплотнения отсыпанного грунта. Поэтому на участке насыпи в первую очередь необходимо правильно выбрать средства уплотнения и технически грамотно организовать выполнение этого процесса. Применяют следующие основные методы уплотнения грунта: укаткой, трамбованием и вибрированием. Сущность всех указанных методов состоит в том, что к поверхности грунта периодически прикладывают нагрузку различной величины и продолжительности.

Величина нагрузки на поверхность грунта при укатке составляет 3—20 кгс/см², для кулачковых катков — до 60, при трамбовании— 5—18 и при вибрировании — 0,3—0,9 кгс/см². Продолжительность действия нагрузки при укатке равна 0,04—0,25, при трамбовании — 0,008—0,023, при вибрировании — 0,01—0,03 с.

Нагрузка, приложенная к поверхности грунта, сравнительно быстро затухает по глубине.

Для уплотнения несвязных грунтов применяют все типы уплотняющих машин, за исключением кулачковых катков, которые не уплотняют, а разуплотняют несвязный грунт. Наиболее эффективно уплотняют несвязные грунты вибрационные машины.

Катки на пневматических шинах — наиболее универсальные средства уплотнения, обеспечивающие хорошее уплотнение всех грунтов слоями по 40—50 см при сравнительно невысокой стоимости работ.

Для уплотнения грунтов, отсыпанных слоем 0,5—1,0 м и более, применяют трамбующие плиты, которые обеспечивают хорошее уплотнение всех типов грунтов. Стоимость работ при уплотнении грунта трамбующими плитами, как правило, несколько большая, чем при укатке.