|
Министерство
транспортного строительства СССР
Государственный всесоюзный дорожный
научно-исследовательский институт
(СОЮЗДОРНИИ)
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УКРЕПЛЕНИЮ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ С РАЗМЕЛЬЧЕНИЕМ ИХ С ПОМОЩЬЮ
ДОБАВОК ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИЗВЕСТИ
Балашиха
Московской области 1970 Для
улучшения размельчения тяжелых суглинков и глин грунтосмесителем Д-391 и фрезой
Д-530 рекомендовано вводить при укреплении грунтов цементом или жидким битумом
добавки ПАВ (ССБ и ОП-7 или ОП-10) и извести. Применение указанных
добавок обеспечивает повышение однородности смеси и за счет этого увеличение
водо- и морозостойкости укрепленного грунта, увеличение производительности за
счет интенсификации процесса размельчения. Указана область
применения добавок ПАВ и извести и требования к ним. Изложены технология
проведения работ, техника безопасности при работе с химическими добавками и
лабораторные методы определения расхода химической добавки. Табл.-2. Содержание
Предисловие
При
укреплении тяжелых глинистых грунтов современными методами (цементом, битумом и
комплексными способами) не всегда удается получить на производстве материал, по
физико-механическим свойствам близкий к тому, который получают в лаборатории
или на стенде. Проведенные за последние
годы исследования Союздорнии показали, что требуемые физико-механические
свойства укрепленных грунтов в значительной степени зависят от качества
размельчения тяжелых суглинков и глин современными машинами (особенно фрезой
Д-630). Размельченный таким образом грунт содержит большое количество крупных
комков (агрегатов), что обусловливает неоднородность смеси по распределению
вяжущего и является причиной пониженной водо- и морозостойкости укрепленного
грунта. Для улучшения
размельчения тяжелых грунтов в процессе работы фрезы Д-530 и грунтосмесителя
Д-391 было предложено вводить в грунт поверхностно-активные вещества
неиногенного типа (ПАВ) и известь. Результаты исследований и
опытных работ на грунтах различных генетических типов показали целесообразность
предлагаемых методов размельчения и легли в основу «Предложений по укреплению
глинистых грунтов с размельчением их с помощью добавок ПАВ и извести». Настоящие «Предложения»
составлены для широкого производственного применения рекомендуемой технологии. Предложения разработали
канд. геол. - минерал, наук Л.Н. Ястребова и инж. Е.И. Путилин. Замечания и пожелания по
«Предложениям» просьба направлять по адресу: Московская область, Балашиха-6 ,
Союздорнии. Зам. директора Союздорнии
по научной работе кандидат технических наук Ю. Мотылев Общие
положения
1. Настоящие
«Предложения» являются развитием и дополнением «Указаний по применению в
дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами»
(СН 25-64) и «Технических указаний по комплексным методам укрепления грунтов
цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и
аэродромных оснований и покрытий» (ВСН
158-69) в части методов и технологии размельчения глинистых грунтов при
укреплении их вяжущими материалами (цементом и жидким битумом). 2. Добавки химических
веществ в соответствии с требованиями СН 25-64 и ВСН
158-69 вводят при укреплении тяжелых суглинков и глин вяжущими материалами.
При использовании в качестве вяжущего цемента применяют добавки извести,
каустической соды или легкорастворимых солей. При укреплении этих грунтов
жидким битумом улучшают их гранулометрический состав скелетной добавкой
(песком) и применяют добавку извести. 3. Эффективность этих
методов (соответствие физико-механических свойств производственных смесей
требуемым нормативам и обеспечение долговечности конструктивного слоя)
достигается в том случае, если при строительстве оснований и покрытий грунты
размельчены согласно требованиям СН 25-64. 4. Требования к степени
размельчения глинистых грунтов при использовании линейных грунтосмесительных
машин Д-391 и Д-530 с применением для укрепления рекомендуемых добавок не обеспечиваются
в следующих случаях: - при укреплении тяжелых
суглинков и глин в сухую и жаркую погоду в III, IV и V дорожно-климатических зонах, когда естественная
влажность грунтов менее оптимальной для размельчения, с использованием фрезы
Д-530 и грунтосмесителя Д-391; - при укреплении глин
различных разновидностей с влажностью оптимальной для размельчения, с
использованием фрезы Д-530 и грунтосмесителя Д-391; - при укреплении тяжелых
суглинков с влажностью оптимальной для размельчения, с использованием Фрезы
Д-530. 5. «Предложения по
укреплению глинистых грунтов с размельчением их с помощью добавок ПАВ и
извести» разработаны для районов строительства дорог, где основным типом
местных грунтов являются тяжелые суглинки и глины, а карьеры песчаных и
супесчаных грунтов находятся от места строительства на расстоянии более 6. Применение добавок ПАВ
и извести в процессе размельчения глинистых грунтов обеспечивает: а) повышение однородности
смеси и за счет этого увеличение водо- и морозостойкости укрепленного грунта; б) увеличение
производительности труда за счет интенсифицирования процесса размельчения
грунтов. 7. Правильный выбор
добавок ПАВ и извести обеспечивает при использовании грунтосмесителя Д-391 и
фрезы Д-530 требуемую степень размельчения различных разновидностей тяжелых
суглинков и глин с числом пластичности до 23: - с влажностью
оптимальной и менее оптимальной; - с влажностью более
оптимальной. 8. Устройство дорожных
оснований и покрытий из местных глинистых грунтов, укрепленных вяжущими
материалами и размельченных с добавками ПАВ, взамен оснований и покрытий из
привозных супесчаных или песчаных грунтов, укрепленных вяжущими, дает экономию
(в зависимости от стоимости ПАВ и дальности возки супесчаного или песчаного
грунта) 1,3-1,7 тыс. руб. на Область
применения и требования к добавкам ПАВ и извести
9. При устройстве
дорожных и аэродромных оснований и покрытий из тяжелых суглинков и глин,
укрепленных цементом или жидким битумом, во II, III, IV и V
дорожно-климатических зонах применяют для размельчения следующие добавки,
которые должны удовлетворять требованиям ГОСТ: - известь негашеная
(молотая кипелка) или гашеная ГОСТ 9179-59; - сульфитно-спиртовая
барда - ССБ(бардяной концентрат) - ГОСТ 8518-57; - смачиватель ОП-7 или
ОП-10 - ГОСТ 8433-57. 10. Степень размельчения
грунтов зависит не только от числа пластичности грунтов и их естественной
влажности, но и в значительной степени от генетического типа грунтов:
содержания гумуса, карбонатов, полуторных окислов, легкорастворимых солей и
поглощенного натрия, а также типа грунтосмесительной машины. 11. Ввиду неодинаковой
эффективности рекомендуемых добавок для размельчения грунтов в зависимости от
указанных факторов при выборе добавки следует учитывать как свойства
укрепляемых грунтов (табл. 1), так и тип машины, который будет использован на
строительном объекте для размельчения грунтов и смешения с вяжущим. 12. При влажности
грунтов, превышающей оптимальную для размельчения не более чем на 12 %
(согласно ВСН
158-69), применяют добавку извести. При влажности грунтов, близкой к
оптимальной, добавку извести следует применять в основном в условиях II и III дорожно-климатических
зон. Таблица 1
Область применения добавок ПАВ и извести
Примечания: 1. Засоленные и солонцеватые суглинки и глины по
содержанию легкорастворимых солей и поглощенного натрия должны удовлетворять
требованиям СН 25-64. 2. Влажность грунтов
должна превышать оптимальную для размельчения не более чем на 12 %. 3. Добавки ССБ, ОП-7
применяют только при размельчении грунтов фрезой Д-530. 4. Добавки ССБ применяют при размельчении грунтов смесителем Д-391. 13. Из рекомендуемых
добавок ПАВ для размельчения глинистых грунтов любых генетических типов
наиболее эффективны ОП-7 или ОП-10. 14. Добавку ОП-7 (ОП-10)
ввиду высокой стоимости в настоящее время экономически целесообразно применять
в районах, где дальность возки супесчаных или песчаных грунтов, которыми можно
заменить глинистые грунты, не превышает 15. Добавку ССБ
используют при дальности возки супесчаных или песчаных грунтов более 16. Добавки ССБ и ОП-7
(ОП-10) рекомендуются для укрепления грунтов в IV и V
дорожно-климатических зонах в жаркий период года, когда естественная влажность
грунтов менее оптимальной для размельчения. 17. Ориентировочную норму
добавок для размельчения различных грунтов (табл. 2) рекомендуется учитывать
при подсчете потребного количества в процессе составления проектных заданий на
строительство дорог с основаниями или покрытиями из грунтов, укрепленных
вяжущими. Большее количество добавки ССБ или ОП-7 (ОП-10) следует
предусматривать при строительстве дорог в IV и V дорожно-климатических
зонах, меньшее - во II и III зонах. 18. Грунты с добавками
ССБ и ОП-7 (ОП-10), укрепленные оптимальной дозировкой цемента, должны по
физико-механическим свойствам соответствовать требованиям СН 25-64. Если
физико-механические свойства грунта, укрепленного цементом, с добавкой ССБ или
ОП-7 (ОП-10), не отвечают указанным требованиям, то в грунтовую смесь добавляют
каустическую соду или соли (см. ВСН
158-69). Таблица 2
Расход добавок ПАВ и извести
Примечания: 1. Расход добавок указан в числителе в % от веса
грунта, в знаменателе в кг/м3 грунта. 2. Меньшее количество добавок рекомендуется для грунтов с влажностью,
близкой к оптимальной, для размельчения и меньшим числом пластичности, большее
количество добавки - для грунтов с влажностью менее оптимальной и большим
числом пластичности. 19. При укреплении
тяжелых суглинков и глин жидким битумом с добавкой ССБ или ОП-7 (ОП-10) вводят
добавку песка до 25%. Физико-механические свойства таких смесей должны
удовлетворять требованиям СН 25-64. Технология
производства работ
20. При устройстве
дорожных оснований и покрытий из глинистых грунтов, укрепленных цементом или
жидким битумом, с применением для размельчения грунтов добавок ПАВ и извести,
технология работ принимается в соответствии с СН 25-64. 21. Земляное полотно перед вывозом грунта, предназначенного для укрепления, должно быть подготовлено в соответствии с СНиП II-Д.5-62. 22. Работы по укреплению
глинистых грунтов цементом с применением добавок ПАВ и извести выполняют
согласно технологическим схемам № 1 и 2. (Приложение). 23. В случае
необходимости введения в укрепляемую цементом глину двойных добавок: ОП-7 или
ССБ - в процессе размельчения грунта, а также легкорастворимых солей или
каустической соды при увлажнении цементогрунтовой смеси до оптимальной
влажности, первую операцию выполняют в соответствии с рекомендуемыми
технологическими схемами № 1 и 2, а вторую - в соответствии с технологическими
схемами № 1 и 3 ВСН
158-69. 24. Размельчение грунта с
добавкой извести и укрепление его цементом производят по технологическим
схемам, приведенным в ВСН
158-69. 25. Технология
размельчения грунта с добавками ОП-7 или ССБ при проведении работ с ведущей
машиной Д-530 должна быть следующая: а) на подготовленное земляное
полотно вывозят грунт, необходимый для укрепления, за одну или две смены до
начала работ и распределяют автогрейдером на заданную ширину; б) по слою грунта
распределяют водный раствор добавки ОП-7 или ССБ в необходимом количестве и перемешивают
с грунтом фрезой Д-530 за один проход по одному следу. При производстве работ в
жаркую погоду раствор добавки рекомендуется распределять в конце рабочего дня. Раствор добавки вводят
через дозировочное устройство фрезы Д-530; в) слой грунта с добавкой
уплотняют 1-2 проходами катком на пневмошинах до плотности не более 0,85 от
максимальной стандартной плотности; г) для равномерного
распределения водного раствора добавки грунт размельчают за один проход фрезы
по одному следу не ранее чем через 8 час и не позднее одних суток после
смешения грунта с добавкой ПАВ; д) затем фреза Д-530 с
распределителем цемента выполняют все технологические операции по дозированию
цемента и перемешиванию его с грунтом и уплотнению смеси согласно примерной
технологической схеме № 1. 26. При проведении работ
с ведущей машиной Д-391 в отряде должна быть фреза Д-530, которая выполняет
работы по дозированию и перемешиванию с грунтом добавки ПАВ согласно п. 25 (б).
Перемешанный с добавкой и уплотненный слой грунта размельчают за один проход
грунтосмесителя Д-391. Дозирование цемента, увлажнение смеси до оптимальной
влажности и перемешивание выполняют по технологической схеме № 2. 27. При укреплении
грунтов жидким битумом размельчение их с помощью добавок ОП-7 и ССБ производят
по такой же технологии, как и при укреплении цементом. 28. Смешение с битумом и
уплотнение слоя выполняют согласно примерной технологической схеме №3 СН 25-64.
При использовании в качестве ведущей машины смесителя Д-391 размельчают грунт,
дозируют битум и перемешивают его с грунтом за один проход машины. Работы по укреплению
глинистых грунтов жидким битумом с применением добавок ОП-7 или ССБ и добавок
песка проводят в соответствии с технологической схемой № 3. Техника
безопасности при работе с добавками ПАВ и извести
29. При производстве
работ по размельчению грунтов с применением добавок необходимо соблюдать общие
правила техники безопасности, принятые на дорожных работах (СНиП III-А.11-62), а также специальные меры техники
безопасности при применении химических веществ (ВСН
158-69). 30. Из ПАВ, рекомендуемых
для применения, сульфитно-спиртовая барда и смачиватель ОП-7 (ОП-10) не
являются ядовитыми, огнеопасными или взрывоопасными веществами, и поэтому при
работе с ними специальных мер предосторожности не требуется. 31. Известь, особенно
негашеная, может вызвать ожоги и язвы на коже, она раздражает слизистые
оболочки, вызывает хроническое раздражение кожи, ломкость ногтей. Особенно
сильно известь действует на глаза. Поэтому рабочие, страдающие кожными
заболеваниями или заболеваниями дыхательных путей, к работе с известью не
допускаются. Если у лиц, занятых на
этих работах, обнаружено значительное раздражение кожи или дыхательных путей,
их нужно немедленно перевести на другую работу. 32. Работающие с известью
обеспечиваются необходимой спецодеждой, нарукавниками, рукавицами,
респираторами и очками. Перед работой с известью открытые части тела следует
смазывать вазелином. При попадании извести на руки ее можно нейтрализовать
раствором уксуса, маслом, а затем смыть теплой водой. 33. Погрузка и разгрузка
извести должна быть механизирована. Известь транспортируют в цементовозах и
грузят в баки распределительных машин пневматическим способом (через
специальные рукава) с герметизацией горловин, предупреждающих распыливание. 34. Распределительные
устройства машин должны быть герметизированы; все механизмы, через которые
проходят сыпучие материалы в распределительных устройствах, особенно гибкие
шарниры, должны быть покрыты брезентовыми кожухами. 35. Перемешивание добавок
извести, а также водных растворов ПАВ (ССБ и ОП-7) с грунтом должны выполнять
машины, снабженные хорошо подогнанными кожухами на рабочих органах. Снимать и
поднимать кожухи во время работы запрещается. 36. При приготовлении
водных растворов ПАВ необходимо учитывать следующее: а) растворы должны
приготавливать в емкостях, оборудованных механическими мешалками, загрузочными
приспособлениями и насосами для перекачки растворов; б) емкости для
приготовления растворов должны иметь ограждения (решетки, заборы), исключающие
возможность несчастных случаев. Лабораторный
метод определения расхода добавок ПАВ
Добавки извести назначают
в соответствии с табл. 2. Расход добавок ОП-7 (или ОП-10) и ССБ,
рекомендованный табл. 2, уточняют путем определения прочности при сжатии
образцов грунта в зависимости от количества добавок этих веществ. Оптимальное
количество добавки - это то количество, при котором прочность грунта с добавкой
наименьшая. Для определения
оптимального количества добавки ПАВ из размельченного грунта (частицы мельче Добавки вводят в
количестве 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 % от веса грунта. Влажность грунта с
добавкой ПАВ перед приготовлением образцов должна соответствовать оптимальной
для уплотнения грунта (0,5-0,6 от влажности, соответствующей границе текучести
грунта F). Смесь грунта с ПАВ
готовят следующим образом: определяют количество воды, которое необходимо
добавить в грунт для достижения им оптимальной влажности. В мензурки или
стаканы (по числу смесей) с этим количеством воды добавляют различное
количество ПАВ из расчета, рекомендованного выше. ПАВ должно полностью
раствориться в воде. Для этого растворы рекомендуется приготавливать за сутки
до смешения с грунтом и подогревать воду до температуры не выше 60-80°С. После
получения однородного раствора его перемешивают с грунтом. Из приготовленной смеси
сразу же формуют 4-5 параллельных образцов уплотнением на прессе при нагрузке
150 кГ/см2 или в приборе стандартного уплотнения 30 ударами гири.
Рекомендуемые размеры форм и методика приготовления образцов приведены в СН
25-64. Прочность при сжатии
образцов определяют на следующий день после их изготовления. Образцы хранят до
испытания в камере влажного хранения или эксикаторе для сохранения оптимальной влажности. При размельчении грунтов
на дороге с влажностью менее оптимальной для размельчения (0,15-0,25 от F), количество добавки, установленное по методике,
изложенной выше, следует увеличить на 25 %. Для определения
соответствия физико-механических свойств грунтов, укрепленных цементом с
добавкой ПАВ, требованиям СН 25-64 смесь приготавливают из грунтов с
оптимальными количествами добавок ПАВ и цемента и испытывают образцы по
методике, изложенной в СН 25-64. При несоответствии этих свойств указанным требованиям
в смесь вводят добавку NaOH или Na2SO4 или CaCl2 и
снова проводят испытания. Соответствие
физико-механических свойств грунтов, укрепленных жидким битумом с добавками
ПАВ, устанавливают при добавке в грунт песка в количестве не более 25 % от веса
грунта. Приложение
Примерная
технологическая схема № 1
Устройство однослойного
дорожного основания или покрытия толщиной
Потребность в машино-сменах на
Примерная
технологическая схема № 2
Устройство однослойного
дорожного основания или покрытия толщиной
Потребность в машино-сменах на
Примерная
технологическая схема № 3
Устройство
однослойного дорожного основания или покрытия толщиной
Потребность в машино-сменах на
|
|