Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Эффективность уплотнения зависит от вида и влажности грунта, толщины уплотняемого слоя, режима работы грунтоуплотняющей машины, температурных условий.

В процессе производства работ не следует допускать переувлажнения грунта. В дождливый период года отсыпанный грунт необходимо немедленно разравнивать и уплотнять придавая поверхности уклон 0,01-0,02 в сторону откосов.

При интенсивных дождях возведение насыпей из глинистых грунтов следует прекращать.

В жаркое время отсыпку и уплотнение грунта следует производить быстро, не допуская его пересыхания.

Уплотнение насыпи катками рекомендуется производить на участке длиной не менее 20 м.

Уплотнение грунтоуплотняющими машинами во избежании «сползания» машины на откос следует начинать не ближе 1,5 м от бровки с постепенным приближением к откосу при каждом последующим проходе вплоть до 0,5 м от бровки: после прокатке бровочных частей уплотнение в дальнейшем производится от краев к середине (рисунок 5.10)

Рисунок 5.10 - Кольцевая схема уплотнения насыпи катком при развороте его вне насыпи с использованием съездов

При уплотнении по кольцевой схеме поворот машин в конце участка производится на насыпи, если ее ширина не меньше расстояния необходимого для разворота катка с учетом зон безопасности по 0,5 м от каждой бровки.

Если ширина насыпи меньше указанных размеров, поворот уплотняющих машин производится на специальных разъездах, нулевых местах, или вне пределов насыпи с использованием въездов и съездов (рисунок 5.10).

Перед началом уплотнения грунт должен быть разровнен бульдозером принятой толщины. Каждый следующий проход уплотняющей машины по одному и тому же следу необходимо делать после того, как вся площадь уплотняемого слоя будет перекрыта следами предыдущих проходов. При этом смежные следы должны перекрывать друг друга на 0,1-0,2 м.

Особое внимание должно быть уделино уплотнению грунта на участках въездов и съездов, а также концевых участках захваток.

Работа грунтоуплотняющих машин должна быть четко увязана с работой основных машин для возведения насыпи.

Текущий контроль качества уплотнения насыпей осуществляется строительной организацией и включает в себя:

- проверку фактической плотности и влажности грунтов земляного полотна в процессе его сооружения;

- проверку соблюдения установленной технологии производства работ по возведению и уплотнению насыпей.

6.ТЕХНИЧЕСКАЯ ДЕТАЛЬ

6.1 Автоматизация контроля качества уплотнения железнодорожного земляного полотна

Строительно-технические нормы МПС РФ /18/ регламентируют степень уплотнения слоев грунта в зависимости от глубины расположения слоя от основной площадки насыпи земляного полотна. Требуемую плотность (объемную массу сухого грунта, г/см³) определяют методом проб, отобранных при помощи режущих колец, и сравнивают с максимальной плотностью, определяемой по методу стандартного уплотнения (ГОСТ 22733 – 77). Эта процедура подробно описана в конце данного раздела.

Процесс контроля качества уплотнения по этому методу требует длительного времени. От момента взятия пробы до получения результата проходит не менее суток. За это время слой, из которого брали пробу, окажется под другими слоями грунта, и в случае обнаружения неудовлетворительного качества уплотнения, исправить брак будет невозможно.

Интенсификация технологий строительного производства требует применения таких технических средств наблюдения за ходом технологического процесса, которые позволяют осуществлять контроль качества управления непосредственно в процессе работы грунтоуплотнителя.

Для оперативного контроля качества послойного уплотнения грунтов дорожных насыпей непосредственно в процессе производства работ используют многочисленные методы и приборы косвенного контроля, когда вместо прямого измерения естественной характеристики (в данном случае плотности грунта) измеряют зависимую от нее другую величину, например силy сопротивления грунта внедрению в него стального штампа, скорость распространения звука, степень поглощения радиоактивного излучения и т. д.)

Одним из устройств, предназначенных для экспресс - контроля, являются динамические индикаторы степени уплотнения грунта. Этими индикаторами оснащают различные грунтоуплотнительные машины, для того, чтобы непосредственно в процессе послойного уплотнения грунта суепени уплотнения очередного слоя.

Рассматриваемый индикатор предназначен для работы с машинами динамического воздействия на уплотняемый грунт: трамбовка виброуплотнителями, вибротрамбовками, виброкатками т.п. (рис. ).

Для регистрации изменения плотности грунта в нем используется генераторный индукционный датчик колебательной скорости – электродинамический микрофон. Датчик преобразует мгновенную скорость движения рабочего органа грунтоуплотнителя в серию электрических сигналов. Эта скорость, в свою очередь, зависит от упругости и податливости грунта и меняется по мере его уплотнения и упрочнения в ходе технологической операции послойного уплотнения.

Орган сравнения соизмеряет сигнал датчика с некоторым базовым значением и, в зависимости от результата сравнения, вырабатывает и подает сигнал на увеличение или на уменьшения скорости движения уплотнителя.

Сущность процесса уплотнения состоит в том, что под действием

уплотняющего усилия существующая структура грунта разрушается и сразу же формируется новая структура с меньшей пористостью и, следовательно, более плотная, прочная и стабильная.

Уплотняющее усилие порождается давлением и инерционными силами (вибрирование, трамбование). В грунте возникают напряжения. Величина напряжений быстро уменьшается в зависимости от глубины, то есть от расстояния до рабочего органа грунтоуплотнителя. Многочисленными исследованиями доказано, что величина напряжений остается достаточной для достижения уплотняющего эффекта на глубине, не превышающей минимального размера рабочего органа грунтоуплотнителя. С глубиной порядок величины напряжений уменьшается обратно пропорционально третьей степени глубины (примерно), поскольку в работу включаются новые объемы грунта в теле земляного сооружения.

Пример

Исходные данные:

Прочность грунта не постоянна

Она возрастает по мере уплотнения слоя.

Предел прочности грунта, уплотненного до состояния, близкого к проектному: 18000х9,81=176,58 кПа (кН/м²)=17,66 Н/см².

Масса виброкатка - 20 т. Вес 20000 (кг)х9,81=196200Н=196,2кН.

Из них нагрузка на вибровалец -100 кН.

Статическая нагрузка на грунт от вибровальца - 100 кН. Дополнительная минимальная нагрузка от инерционных сил, возникающих вследствие вибрации - 70. кН.

Контактная площадь вибровальца - 2(м)х0,3(м)=0,6м².

Минимальное контактное давление под вибровальцем

(100+70):0,6=283,3кН/м²=283,3кПа>176,58кПа(кН/м²)

Следовательно, в области контакта уплотяющий эффект будет достигнут.

Давление на глубине 0,3 м составит 283,3:3=94,4кПа, что значительно ниже предела прочности грунта.

Исследования показывают, что - реальный уплотняющий эффект виброкатка массой 20 т проявляется до глубины 15- 18см.

С целью непрерывного контроля качества уплотнения очередного

слоя грунта виброкаток оборудован динамическим индикатором степени уплотнения. Индикатор состоит из индукционного вибродатчика (динамического микрофона) 5, установленного на вибровалец 1 или в непосредственной близости от него.

Уплотнение грунта достигается при многократном воздействии катка на каждое сечение уплотняемого слоя. По мере уплотнения грунта его прочность и упругость растут. При этом меняется реакция грунта на воздействие вибровальца 1 и характер колебаний вибровальца, а также всей машины. Характер колебаний вибровальца, движущегося по упругому грунту, отличается от колебаний того же вибровальца, но движущегося по рыхлому грунту. Параметры колебаний фиксируются вибродатчиком 5 и подаются на орган сравнения 7. Туда же подается сигнал от программного задающего устройства 6. Это устройство является одновременно компенсатором случайных помех, не связанных с состоянием грунта и воздействующих на всю машину. Сравнивающее устройство 7 вычитает из полезного сигнала помехи, оценивает динамику изменения полезного сигнала и, следовательно, динамику уплотнения. Стабилизация значений сигнала означает, что возможности данного грунтолуплотнителя при данной толщине слоя данного вида и влажности грунта исчерпаны. Если достигнутая предельная плотность, измеренная методом проб, не отвечает требованиям проекта, необходимо последовательно:

1. уменьшить скорость катка,

2. увеличить число проходов,

3. уменьшить толщину отсыпаемого слоя,

4. попытаться изменить влажность грунта,

5. применить другой грунтоуплотнитель.

Первую задачу индикатор решает автоматически. Орган сравнения 7 формирует и подает сигнал 8, приводящий к изменению скорости движения катка. При этом производительность грунтоуплотнителя меняется: чем выше плотность, тем ниже производительность.

Поэтому, приступая к работе в новых условиях, производят экспериментальную тарировку индикатора (привязку показаний к достигнутой степени уплотнения) методом пробного уплотнения. Производительность грунтоуплотнителей определяется для каждой конкретной ситуации.

На рис. 6.2 представлена функциональная блок-схема индикатора степени уплотнения грунта. На ней видно взаимодействие всех его элементов.

Устройство называется «индикатор степени уплотнения», а не «плотномер», потому, что оно позволяет судить о достигнутой плотности грунта не путем прямого измерения этого показателя, а косвенно, по изменению характера движения рабочего органа грунтоуплотнителя.

Информационные схемы отличаются от конструктивных и функциональных тем, что объект делится не на физический его части, а на блоки, выполняющие информационные задачи. «Разобрать» реальную систему на такие части, как правило, невозможно.

6.2 Порядок определения влажности и плотности грунта

К числу основных технологических факторов, влияющих на степень уплотнения грунта, относятся: способ уплотнения, тип грунтоуплотнителя, энергозатраты и трудозатраты на уплотнение, удельная нагрузка (давление), передаваемая на грунт, вид грунта, толщина слоя, влажность грунта, заданная степень уплотнения и проектные характеристики тела возводимого сооружения.

Способ уплотнения и тип грунтоуплотнителя зависят от вида грунта и его влажности. Влажность грунта существенно влияет на процесс уплотнения и, прежде всего, на величину удельных энергозатрат. Существует понятие оптимальной влажности.

Уплотняемость сухого грунта повышается с ростом его влажности. При достижении оптимальной влажности уплотняемость грунта достигает максимума.При дальнейшем увеличении влажности наблюдается снижение уплотняемости.

Определение оптимальной влажности производят пробным уплотнением образцов различной влажности в приборе стандартного уплотнения.

Для определения влажности грунта из средней части образца сразу после взвешивания кольца с грунтом берут две пробы по 15 -20 г. и помещают их в керамические, стеклянные или алюминиевые сушильные стаканчики-тигли, которые немедленно закрывают крышками.

Сушильные стаканчики с пробами взвешивают, после чего выдерживают с открытыми крышками в сушильном шкафу при температуре 100-105 °С в течение двух-пяти часов (глинистые грунты -дольше) до полного высыхания образца: По окончании сушки сушильный стаканчик закрывают крышкой и взвешивают с точностью до 0,1 Н (0,01 гс). Влажность грунта вычисляют по формуле:

, (6.1)

где - вес стаканчика с крышкой и влажным грунтом, Н (гс);

- вес стаканчика с крышкой и высушенным грунтом, Н (гс);

- вес пустого стаканчика с крышкой , Н (гс), (гравируется на

стаканчике).

Контроль плотности грунта выполняют в соответствии с требованиями Строительно-технических норм МПС РФ /18/. Эти нормы требуют определять необходимую плотность (удельную объемную массу)

сухих песчаных и глинистых грунтов в земляном полотне по формуле:

(6.2)

где максимальная плотность сухого грунта, г/см³, его объемная удельная масса, определяемая по методу стандартного уплотнения (ГОСТ 22733 – 77);

k – минимальный коэффициент уплотнения, принимаемый по таблице 6.1

Таблица 6.1 – Минимальный коэффициент уплотнения грунта

Примечания: * - для насыпей из однородных песков;

Характеристики

Список файлов ВКР