В основе технологии укладки и уплотнения связных грунтов лежит разбивка насыпи на карты — участки небольшой длины, на которых последовательно производят операции по разгрузке грунта, его разравниванию и уплотнению.Число участков, одновременно используемых для укладки грунта, зависит от объема работ, наличия оборудования, сезона производства работ и может меняться в пределах от 4 до 2. В летнее время наибольшей производительности можно достигнуть, если работы вести на 4-х участках. В зимнее время число участков следует принимать не более 2-х.Размеры карт определяют конкретными условиями проекта сооружения,
применяемыми механизмами и условиями производства работ, однако их длина должна быть не менее 200 м.Рекомендуются следующие размеры участков: для кулачковых катков 250…300 м; для катков на пневматических шинах — 200 м; для виброкатков — 200…250 м; для вибро-уплотняющих и трамбующих машин при уплотнении лессовых, просадочных и гравелистых грунтов не менее 50 м.При дальнейшем увеличении длины участка производительность катков возрастает, но при этом появляется опасность высушивания грунта до его окончательного уплотнения.
При уплотнении земляного полотна применяют две схемы движения грунтоуплотняющих машин кольцевую или челночную.
При уплотнении насыпи первые проходы делают на расстоянии 2 м от ее бровок; при последующих проходах приближаются к краю насыпи, перекрывая каждый след не менее чем на 0,15—0,2 м. Затем машину разворачивают и переходят на полосу, расположенную далее 2 м (от бровок), постепенно приближаясь к середине земляного полотна. При таком порядке уплотнения машины не завязнут в рыхлом грунте. Однако у бровок насыпей грунт чаще всего характеризуется До<0,93, поэтому откосы насыпей неустойчивы. После окончания уплотнения излишний грунт перемещают на соседние участки либо делают более пологими откосы в нижней части насыпей. В этом случае объем земляных работ повышается не более чем на 1—2 % по сравнению с общим объемом, но повышается и значение относительного коэффициента уплотнения грунтов до 0,98... 1, что гарантирует устойчивость откосов насыпей.
Рассмотренная кольцевая схема движения катков применима лишь при длинных захватках, когда компенсируется время, затрачиваемое на повороты. Данную схему вынуждены также применять при использовании прицепных катков. Для самоходных катков можно применять обе схемы движения. В городских условиях чаще всего длина захваток не превышает 200—300 м. Поэтому здесь обычно применяют челночную схему движения катков.
Независимо от принятой схемы движения вначале по рыхлому грунту катки должны двигаться вперед ведомыми вальцами. Если уплотняют грунт с ненарушенной структурой (например, в выемке или нулевом профиле), первые проходы уплотняющие средства делают у вертикальных стенок корыта, затем постепенно приближаются к оси.
На участках с продольным уклоном, равным поперечному или более его, уплотнение грунтов всегда начинают снизу и двигаются к вершине выпуклой вертикальной кривой. Сначала проходят катки легкого типа, которые делают 20—30 % общего количества проходов, установленного опытным путем, либо принятого по нормам. В результате происходит лучшая упаковка грунтовых зерен, без существенного разрушения грунтовых агрегатов и выжимания грунта из-под рабочих органов уплотняющих машин тяжелого типа.
Длину захватки выбирают учитывая, что производительность катков, особенно вибрационных в песчаных грунтах, выше, чем в связных, примерно на 30—40%. Требуется меньше проходов, причем эффективность, например, виброкатков повышается с уменьшением влажности песчаных грунтов. Как уже известно, от скорости движения катков зависят степень уплотнения грунта и стоимость уплотнения. Так, повышение скорости сопровождается уменьшением времени воздействия катка на грунт и соответственно снижением степени его плотности. В связи с этим значение скорости рекомендуется предварительно уточнять в конкретных условиях.
Ориентировочная производительность отдельных катков, движущихся со скоростью σ≥2,5 км/ч, при уплотнении связных грунтов до Ко=0,95 при длине захватки L<500 м и оптимальной глубине уплотнения.
При повышении требуемой степени уплотнения производительность катков понижается, что учитывают поправочным коэффициентом Кс, в соответствии с приведенной формулой. При расчетах значение Кс принимают равным 1; 0,6 и 0,5—0,3 соответственно при Ко равном 0,95; 0,98 и 1.
Значит при необходимости уплотнения пылеватого грунта, например до Ко—0.98...1, толщину уплотняемого слоя надо снижать ориентировочно в 1,5—2 раза.
Уплотнение откосной части насыпи производится путем временного уширения насыпи сверх проектного очертания на 0,5 м с каждой стороны с последующей срезкой рыхлого грунта с откосов. Следует отметить, что некоторыми грунтоуплотняющими машинами (ЗУ-25, УМТС-2) можно производить уплотнение грунта по всей ширине насыпи, включая и откосные части. Для качественного уплотнения грунт должен иметь определенную влажность. Влажность грунта контролируется лабораторными замерами. Если грунт сухой, его увлажняют; переувлажненный грунт необходимо просушить до достижения оптимальной влажности. Качество уплотнения грунта проверяют лабораторно-контрольные посты. Место работы грунтоуплотняющей машины называется картой уплотнения. Длина карты для катков принимается в пределах 200 м и более, для трамбовочных машин – не более 50 м. Широкие насыпи разбиваются на несколько карт в поперечном направлении (ширина карты должна обеспечивать разворот машины на обратный ход). При недостаточной ширине карта устраивается на всю ширину насыпи. Если ширина насыпи не позволяет делать на ней развороты, применяют схемы со съездами с насыпи (рис. 5.9, б).
Рис. 5.9. Схемы уплотнения насыпей пневмокатком: а – кольцевая;
б – с разворотами за пределами насыпи; 1–4 – последовательность проходов катка)
Пробное уплотнение Пробное уплотнение грунтов укаткой проводят с целью уточнения оптимальных толщин слоев, а также для определения количества проходов катка по одному следу, необходимого для получения требуемой степени уплотнения.Оборудование для пробного уплотнения грунтов укаткой подразделяется на технологическое (землеройно-транспортные и уплотняющие машины); геодезическое; оборудование для контроля плотности грунтов.В программе пробного уплотнения грунтов должны быть также предусмотрены: участки испытаний; способ разработки, перемещения и уплотнения грунта с указанием типов машин и их марок; величины требуемых коэффициентов уплотнения грунта в теле земляного полотна. Пробное уплотнение грунтов укаткой следует производить перед началом и в процессе основных работ по возведению земляного полотна для всех разновидностей грунтов, предусмотренных проектом для отсыпки в насыпи и замены в выемках, а также всех типов катков и их сочетаний, намеченных для послойного уплотнения грунтов ППР или технологическими картами. После разбивочных работ следует произвести контроль плотности грунта естественного основания на глубине 10-15 см от его поверхности по ГОСТ 5182-78. Количество испытаний должно составлять не менее 6. Если коэффициент уплотнения грунтов естественного основания ниже требуемого, то их следует доуплотнять катками на пневматических шинах, решетчатыми катками или трамбующей плитой.
