Технология и организация строительства автомобильных дорог. Земляное полотно. Грунты: общие понятия и определения

1. Дисциплина: Технология и организация строительства автомобильных дорог. Часть 2 Земляное полотно

Техноло́гия — совокупность методов и инструментов для
достижения желаемого результата; способ преобразования
данного в необходимое.
Происходит от греческого (τέχνη)— искусство, мастерство,
умение и греческого (λόγος) — слово, мысль, методика, способ
производства, изучение)
Технология - в широком смысле - объем знаний, которые можно
использовать для производства товаров и услуг из экономических
ресурсов.
Технология - в узком смысле - способ преобразования вещества,
энергии, информации в процессе изготовления продукции,
обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий,
контроля качества, управления.
Технология включает в себе методы, приемы, режим работы,
последовательность операций и процедур, она тесно связана с
применяемыми средствами, оборудованием, инструментами,
используемыми материалами.

2.

Технология строительства автомобильных дорог – это
совокупность процессов и методов получения, изготовления и
переработки сырья и материалов для устройства отдельных
сооружений. Она состоит из приемов и рабочих операций,
выполняемых в строго определенной последовательности и
цикличности
Технология учитывает свойства дорожно-строительных
материалов, взаимодействие их с рабочими органами дорожностроительных машин и механизацию процессов.
Технический контроль на производстве тоже является частью
технологии. Результаты контроля качества оформляются
специальными документами (В дорожном строительстве таких
документов два: акт отбора проб и протокол испытаний).
Разработкой технологий занимаются
1. Технологи
2. Инженеры
3. Конструкторы
4. Программисты
5. Прочие специалисты в соответствующих областях.

3.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
Все виды работ по характерным особенностям их организации,
применяемым средствам и назначению подразделяют на:
заготовительные, транспортные и строительно-монтажные
Заготовительные работы включают подготовку и хранение
материалов, полуфабрикатов и изделий, изготавливаемых
производственными предприятиями строительной организации
Транспортные работы включают перевозку материалов,
полуфабрикатов и изделий к строящейся дороге и вдоль нее к
местам укладки
Строительно-монтажные работы включают подготовительные
работы, сооружение земляного полотна и искусственных
сооружений, дорожной одежды, обстановки пути, зданий и
сооружений для обустройства дорог.
Строительство земляного полотна включает в себя:
подготовительные, основные и отделочные работы
Строительно-монтажные работы по равномерности и
повторяемости распределения объемов работ подразделяют на:
линейные и сосредоточенные

4.

Линейными называют работы, объемы которых распределены
более или менее равномерно по всей дороге и повторяются на
отдельных участках с небольшими отклонениями от средних
значений. К линейным относят возведение земляного полотна в
небольших насыпях и выемках.
Сосредоточенными называют работы, встречаются на отдельных
участках и площадях. К ним относят возведение земляного полотна
в высоких насыпях и глубоких выемках.
Сосредоточенные работы отличаются от линейных существенно
большими объемами, сложностью производства и трудоемкостью.
Автомобильные дороги характерны тем, что сравнительно узкой
полосе практически однотипные работы распределены на большом
протяжении. Поэтому все подразделения строящие сооружения или
элементы дороги должны двигаться один за другим. Благодаря этой
особенности такой способ работ называют поточный, часто говорят
поточный метод организации строительства
Поточным методом организации строительства называют
организацию строительства, при которой подразделения строят
сооружения или элементы дороги, передвигаясь непрерывно и
параллельно в технологической последовательности. При этом
каждое звено машин, выполнив работы на участке, переходит на
другой участок с учетом требований технологии

5.

Звено машин основное низовое подразделение, объединяющее
несколько одноименных машин, выполняющих одну или несколько
рабочих технологических операций
Звенья объединяются в бригады, являющиеся основными
производственными подразделениями, выполняющими несколько
рабочих технологических операций.
Бригады объединяются в машинно-дорожные отряды (МДО),
выполняющие один или несколько комплексных рабочих процессов
по возведению отдельных сооружений дороги.
Рабочая технологическая операция это простейший
технологически однородный и организационно неделимый элемент
производственного процесса.
Комплексные рабочие процессы состоят из нескольких рабочих
процессов, направленных на устройство конструктивных элементов
отдельных сооружений, например, слоев дорожной одежды и
земляного полотна.
Выполняющие работы подразделения, объединенные вместе так же
называют потоком. По составу и назначению различают частные,
специализированные и объектные потоки
Частный поток (по сути бригада) выполняет какой либо один
элемент сооружения, например, дополнительный слой основания,
или один слой покрытия, отдельные работы по возведению
земляного полотна.

6.

Специализированный поток представляет собой совокупность
частных потоков, объединенных общей строительной продукцией в
виде части дороги, например, возведению земляного полотна или
дорожной одежды.
Объектный поток совокупность специализированных потоков (по
строительству земляного полотна, труб, мостов, дорожной одежды),
совместной продукцией которых является участок полностью
законченной автомобильной дороги.
Частный поток состоит из отдельных захваток, на которых звенья
машин выполняют технологические операции.
Захватка участок работы, занимающий такую протяженность
дороги (м), на котором звено машин выполняет данный
технологический процесс и операции.
Темп работ объем работ, выполняемый в течение смены, суток,
месяца или года. То есть в широком понимании темп это объем
работ, выполняемых за определенное строго оговариваемое время.

7.

ВОПРОСЫ
1. Дайте определение технологии и организации строительства
автомобильной дороги.
2. Приведите классификацию работ по характерным особенностям
их организации. Дайте определения видам работ.
3. Как подразделяются строительно-монтажные работы по
распределению объемов работ. Дайте определения видам этих
работ.
4. Что такое технологическая операция и комплексный
технологический процесс.
5. Поточный метод организации строительства. Классификация
потоков. Определения.

8.

Библиографический список
1. Технология строительства автомобильных дорог, ч. 1.
Технология строительства земляного полотна. /В.М. Сиденко, О.Т.
Батраков, А.И. Леушин. – Киев: Изд-во «Вища школа», 1970. –
236 с.
2. Технология и организация строительства автомобильных дорог
технологии дорожных работ. – М.: Транспорт, 1972. -328 с.
3. Строительство автомобильных дорог Т.1: Учебник для вузов
/Н.Н. Иванов, В.К. Некрасов, С.М. Полосин-Никитин, Е.П.
Андрулионис, С.В. Коновалов, М.С. Коганзон Е.И. Богатырева;
Под ред. В.К. Некрасова. – 2-е изд., перераб. и доп. М.:
Транспорт, 1980. -416 с.
4. Технология и организация строительства автомобильных
дорог: Учеб. для вузов /Н.В. Горелышев, С.М. Полосин-Никитин,
М.С. Коганзон и др.; Под ред. Н.В. Горелышева. – М.: Транспорт,
1992. -551 с.
5. В.М. Могилевич Основы организации дорожно-строительных
работ. Учебн. пособие для вузов. изд. 2-е перераб. и доп. М.:
Высшая школа, 1975. - 288 с.
6. СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги. Госстрой СССР. –
М.ГП ЦПП, 1986. – 132 с.

9.

Тема 1. Грунты: общие понятия и определения,
классификация и свойства (ГОСТ 25100-95)
К грунтам: относятся горные породы, почвы, техногенные образования,
представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую
систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности
человека.
КЛАССЫ ГРУНТОВ
Природные скальные - грунты с жесткими структурными
связями (кристаллизационными и цементационными)
подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды
и разновидности.
Природные дисперсные - грунты с водноколлоидными и
механическими структурными связями подразделяют на
группы, подгруппы, типы, виды и разновидности
Природные мерзлые - грунты с криогенными структурными
связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды
и разновидности.
Техногенные - грунты с различными структурными связями,
образованными в результате деятельности человека,
подразделяют на группы, подгруппы, типы и виды.

10.

Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся
совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение),
геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических
признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом,
количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость,
трещиноватость и др).
Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов,
имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.
Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих
жесткие структурный связи цементационного типа.
Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на
одноосное сжатие (Rc 5 МПа — скальные грунты, Rc 5 МПа — полускальные грунты).
Классификация грунтов по прочности на одноосное сжатие
Разновидность
грунтов
Очень прочный
Предел прочности
на одноосное сжатие Rc, МПа
>120
Прочный
120-50
Средней прочности
50-15
Малопрочный
15-5
Пониженной прочности
5-3
Низкой прочности
3-1
Очень низкой прочности
<1

11.

Скальные и полускальные грунты представляют собой сцементированные и
спаянные породы, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя.
Они характеризуются высоким пределом прочности при сжатии в водонасыщенном
состоянии, а также — растворимостью и размягчаемостью в воде. Такие грунты
прочны, практически не сжимаются и не промерзают. По несущей способности
являются хорошим основанием для фундаментов. Единственная сложность, с которой
сталкивается строитель, это разработка скального грунта. На скальных грунтах
фундаменты можно закладывать по поверхности, за исключением случаев, когда
существует угроза бокового сдвига, то есть на крутых склонах.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ НА ОДНООСНОЕ СЖАТИЕ
ПРИ ИСПЫТАНИИ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ
Количественной характеристикой прочности
скальных грунтов является предел прочности
на одноосное сжатие Rc, определяемый
раздавливанием образца грунта и вычисляемый
по формуле:
Rc
P
F
где Р — нагрузка в момент разрушения образца грунта; F — площадь
поперечного сечения образца грунта.

12.

ДИАГРАММЫ СЖАТИЯ МОГУТ БЫТЬ
ИСТИННЫЕ И УСЛОВНЫЕ
d
d
ДИАМЕТР СТАЛ БОЛЬШЕ,
ПЛОЩАДЬ УВЕЛИЧИНАСЬ
ИСТИННЫЕ ДИАГРЫММЫ УЧИТЫВАЮТ
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОЩАДИ ОБРАЗЦА ВО
ВРЕМЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ, А УСЛОВНЫЕ
НЕТ
УЧЕТ ПОВРЕЖДЕННОСТИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
P
Rc
F
ТЕОРИЯ СОЗДАНА ВЫДАЮЩИМИСЯ МЕХАНИКАМИ
Л.М. КАЧАНОВЫМ И Ю.Н. РАБОТНОВЫМ.
СУТЬ ТЕОРИИ СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО В СТРУКТУРЕ
МАТЕРИАЛА ВОЗНИКАЮТ МАЛЫЕ НЕСПЛОШНОСТИ,
КОТОРЫЕ МОГУТ СОЕДИНЯТЬСЯ МЕЖДУ СОБОЙ, ОБРАЗУЯ
НЕБОЛЬШИЕ ТРЕЩИНЫ. В РЕЗУЛЬТАТЕ
ВОСПРИНИМАЮЩАЯ НАГРУЗКУ ПЛОЩАДЬ
УМЕНЬШАЕТСЯ, ХОТЯ ЭТО УМЕНЬШЕНИЕ МОЖЕТ
ОСТАВАТЬСЯ НЕЗАМЕТНЫМ.
ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ РАБОТНОВ
АКАДЕМИК АН СССР (НЫНЕ РАН)
С
P
F
П
P
FЭФ
FЭФ F 1
FЭФ F
П
P
F 1

13.

Модели накопления повреждений
при ползучести и при усталости
Считается, что вследствие уменьшения площади поперечного
сечения поврежденность приводит к увеличению напряжения.

14.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЬНЫХ
ГРУНТОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ЭТИ ГРУНТЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ДЛЯ ОТСЫПКИ НАСЫПЕЙ
Обладая высокой прочностью скальные
грунты являются отличным материалом
для устройства земляного полотна. Однако
добыча таких грунтов требует огромных
энергетических затрат и сопряжена с
буровыми и взрывными работами.
Устройство земляного полотна включает
устройство пешеходной тропы, обеспечение
рабочего проезда и образования земляного
полотна полного профиля.
Относят к строительству земляного полотна в особых условиях

15.

Камнедробильные заводы производят щебнь
Гранитный щебень
По ГОСТ 8267-93 Щебень из горных
пород: Неорганический зернистый
сыпучий материал с зернами крупностью
св. 5 мм, получаемый дроблением
горных пород, гравия и валунов, попутно
добываемых вскрышных и вмещающих
пород или некондиционных отходов
горных предприятий по переработке руд
(черных, цветных и редких металлов
металлургической промышленности) и
неметаллических ископаемых других
отраслей промышленности и
последующим рассевом продуктов
дробления.
Гнейсовый щебень

16.

Гранит
Образуется при застывании магматического расплава кислого
состава на значительной глубине. Среди породообразующих
минералов преобладают полевые шпаты (ортоклаз,
микроклин, альбит, олигоклаз) и кварц, в подчинённом
количестве слюды (биотит, мусковит), роговая обманка и
пироксен. Шпат определяет цвет гранита. Наиболее часто
встречается светло-серая окраска, но нередки также розовые,
красные, желтые и даже зеленые (амазонитовые) граниты.
Структура полнокристаллическая, реже порфировидная или
гнейсовидно-полосчатая. Гранит очень плотная (2,6-2,7 т/м?)
и прочная порода (прочность при сжатии 90 - 250 МПа).
Гнейс
Метаморфическая сланцеватая горная порода, по составу
соответствующая гранитам. Сложена кварцем, полевыми
шпатами, цветными минералами (биотит, авгит, роговая
обманка, пироксен и т. п.). В зависимости от минералов
примесей различают гнейсы биотитовые,
роговообманковые, графитовые и т. д. Сланцеватость гнейса
обусловлена ориентированным расположением слагающих
минералов,что связано с его образованием при высоких
давлениях. В среднем предел прочности гнейса
перпендикулярно сланцеватости изменяется в
пределах от 120 до 240 МПа. При сжатии параллельно
сланцеватости прочность уменьшается. Мелкозернистые
разновидности гнейса (величина зерна от 1—2 мм до 3 мм)
более прочные и однородные, чем средне - и
крупнозернистые (с величиной зерен от 3 мм до 10—20 мм).

17.

Диабаз
Гранодиорит
Габбро
Базальт

18.

Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного
размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов
с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их
отложения.
Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в
котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.
Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса
частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий
числом пластичности Ip 1.
Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая
двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе
раскатывания WP. Ip=WL –WP: WL и Wp определяют по ГОСТ 5180.
Классификация крупнообломочных грунтов
по гранулометрическому составу
Разновидность грунтов
Размер
зерен,
частиц d, мм
Содержание
зерен, частиц, %
по массе
валунный (при преобладании
неокатанных частиц глыбовый)
>200
>50
галечниковый (при неокатанных
гранях — щебенистый)
>10
>50
гравийный (при неокатанных
гранях — дресвяный)
>2
>50

19.

Классификация песков
по гранулометрическому составу
Разновидность
грунтов
Классификация грунтов
по числу пластичности
Размер зерен,
частиц d, мм
Содержание зерен,
частиц, % по массе
Разновидность глинистых
грунтов
Чисто
пластичности
>2
>25
Супесь
1—7
крупный
>0,50
>50
Суглинок
7—17
средней крупности
>0,25
>50
Глина
>17
мелкий
>0,10
75
Грунт песчанистый
пылеватый
>0,10
<75
Число
пластичности Ip
Содержание песчаных
частиц (2—0,5 мм),
% по массе
гравелистый
Классификация грунтов по грансоставу и Ip
Разновидность
глинистых грунтов
Супесь:
песчанистая
1 7
50
пылеватая
1 7
< 50
Суглинок:
легкий песчанистый
7 12
40
легкий пылеватый
7 12
40
тяжелый
песчанистый
12 17
40
тяжелый пылеватый
12 17
< 40
Глина:
легкая песчанистая
17 27
40
легкая пылеватая
17 27
< 40
> 27
Не регламентируется
тяжелая
Глина

20.

Глина
Образовавшиеся глинистые минералы в зависимости от местных
условий либо оставались на месте образования, либо
переносились водой, льдом или ветром в другие места. В первом
случае глины называют остаточными или первичными (или
элювиальными), во втором - осадочными или вторичными.
Ледниковые глины – это глины
Лессовидные глины
перенесенные ледниками
глины перенесенные ветрами.
Делювиальные глины — это глины, перенесенные дождевыми
и снеговыми водами.

21.

Классификация грунтов
по показателю текучести и IL
Разновидность глинистых
грунтов
Показатель
текучести IL
Супесь:
— твердая
<0
— пластичная
0-1
—текучая
>1
Показатель текучести IL — отношение разности
влажностей, соответствующих двум состояниям
грунта: естественному W и на границе раскатывания
Wp, к числу пластичности Ip.
IL
W Wp
Ip
W Wp
WL W p
Суглинки и глины:
— твердые
— полутвердые
0-0,25
— тугопластичные
0,25-0,50
— мягкопластичные
0,50-0,75
— текучепластичиые
0,75-1,00
— текучие
1. Рабочий слой на глубину 1,2 м от поверхности цементобетонных и на глубину 1 м асфальтобетонных покрытий во II
дорожно-климатической зоне и на 1 и 0,8 м соответственно в
III дорожно-климатической зоне должен состоять из
непучинистых или слабопучинистых грунтов .
2. В условиях IV и V дорожно-климатических зон рабочий
слой должен состоять из ненабухающих и непросадочных
грунтов на глубину 1 и 0,8 м от поверхности соответственно
цементобетонного и асфальтобетонного покрытий.
<0
> 1,00
Классификация грунтов по
относительной деформации набухания
Разновидность глинистых
грунтов
Ненабухающий
Относительная деформация
набухания без нагрузки sw, д. е.
<0,04
Слабонабухающий
0,04—0,08
Средненабухающий
0,08 0,012
Сильнонабухающий
>0,12
Процитирован п. 6.14
СНиП 2.05.02-85

22.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ
СВОБОДНОГО НАБУХАНИЯ
В соответствии с ГОСТ 24143-80 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик
набухания и усадки» характеристики набухания грунта следует определять по относительной
деформации набухания - в условиях, исключающих возможность бокового расширения при
насыщении грунта водой или химическим раствором
Относительная деформация набухания без нагрузки d представляет собой отношение
увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности
бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по
ГОСТ 24143.
1. Образцы грунта природного сложения для испытаний свободного набухания и набухания
под нагрузкой следует вырезать из одного монолита грунта. Образцы грунта нарушенного
сложения следует приготовлять с заданными величинами плотности и влажности.
2. Свободное набухание определяется испытанием одиночного образца грунта.
3. Набухание под нагрузкой и давление набухания определяется испытанием серии образцовблизнецов, вырезаемых из одного монолита грунта, путем обжатия их давлением и
последующего водонасыщения.
Величины ступеней давления и их количество должны быть определены заданием и
программой исследований. При отсутствии таких данных испытания надлежит производить в
диапазоне полуторакратных величин условных расчетных давлений на глинистые грунты.
Образцы грунта при испытании на набухание следует заливать грунтовой водой, взятой с
места отбора грунта или водой питьевого качества. Допускается применение
дистиллированной воды и искусственно приготовленных растворов заданного химического
состава.

23.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СВОБОДНОГО НАБУХАНИЯ ГРУНТОВ
ГТ 1.1.6
ПНГ-1
Приборы для определения свободного набухания грунтов (ПНГ) должны включать
следующие основные узлы и детали:
1. рабочее кольцо внутренним диаметром не менее 50 мм, высотой не менее 20 мм;
2. вкладыш, обеспечивающий высоту образца в кольце не менее 10 мм;
3. перфорированный верхний штамп;
4. перфорированный поддон;
5. ванночки для жидкости;
6. основания прибора и держателя индикатора;
7. индикатор часового типа с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерения вертикальных
деформаций образца грунта.

24.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
Приборы для проведения испытаний должны устанавливаться на жестком основании,
исключающем вибрацию. Горизонтальность установки приборов проверяют по уровню. В
помещении во время испытаний должна поддерживаться положительная температура.
Образец грунта для испытания на набухание вырезают режущим кольцом в соответствии с
требованиями ГОСТ 12071-2000 и ГОСТ 5180-84, при этом зазоры между грунтом и стенкой
рабочего кольца не допускаются.
Погружение кольца в грунт
на глубину 2 – 3 мм
Подрезка грунта вокруг
кольца на глубину 5 – 10 мм с
последующим вдавливанием
Общий вид кольца по
завершению вдавливания

25.

1. Грунт в кольце следует покрыть с двух сторон фильтрами и поместить в ПНГ.
2. В ПНГ следует налить жидкость и наблюдать за развитием деформаций во времени,
записывая показания индикаторов в журнал испытаний.
3. После замачивания образцов следует регистрировать деформации через 5; 10; 30; 60 мин,
далее через 2 ч в течение рабочего дня, а затем в начале и конце рабочего дня до
достижения условной стабилизации деформаций.
4. В случае отсутствия набухания замачивание производят в течение трех суток.
5. За начало набухания следует считать относительную деформацию (d), превышающую
0,001.
6. За критерий условной стабилизации деформаций свободного набухания глинистых
грунтов следует принимать деформацию не более 0,01 мм за 16 ч.
Величина абсолютной деформации грунта (hд) в мм, вычисляется как разность значений
конечных (n1) и начальных (no) показаний индикаторов за вычетом поправки на
деформацию приборов и фильтров при набухании (т).
Величину относительной деформации образца (d) с погрешностью 0,001 определяют
отношением абсолютной деформации грунта (hд) к высоте образца до испытания (h)
hд п1 п0 m
hд п1 п0 m
d
h
h

26.

Относительная деформация просадочности - отношение разности высот образцов,
соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при
определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ
23161.
Классификация грунтов по относительной Компрессионный прибор для
Определения деформации
деформации просадочности
просадочности
Разновидность
глинистых грунтов
Относительная деформация
просадочности sl, д. е.
Непросадочный
<0,01
Просадочный
0,01
Для испытаний просадочных грунтов надлежит применять
компрессионные приборы, состоящие из следующих узлов и
деталей:
1. рабочего кольца с внутренним диаметром 70-90 мм и
высотой 20-30 мм;
2. цилиндрической обоймы;
3. перфорированного штампа;
4. поддона с емкостью для воды и перфорированной крышкой;
5. двух индикаторов с ценой деления шкалы 0,01 мм для
измерений вертикальных деформаций образца грунта;
6. механизма вертикальной нагрузки образца грунта.
Конструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:
1. подачу воды к образцу снизу и отвод ее;
2. центрированную передачу нагрузки на образец грунта;
3. возможность нагрузки на штамп ступенями давления от 0,1
до 0,5 кгс/см2;

27.

Классификация грунтов по относительной деформации пучения
Разновидность
грунтов
Относительная
деформация
пучения fn, д.
е.
Характеристика грунтов
< 0,01
Глинистые при IL 0. Пески гравелистые, крупные и средней крупности,
пески мелкие и пылеватые при Sr 0,б, а также пески мелкие и пылеватые,
содержащие менее 15 % по массе частиц мельчи 0,05 мм (независимо от
значения Sr). Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %
Слабо пучинистый
0,01 0,035
Глинистые при 0 < IL 0,25. Пески пылеватые и мелкие при 0,б < Sr 0,8
Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и
пылеватым) от 10 до 30 % по массе
Среднепучинистый
0,035 0,07
Глинистые при 0,25 < IL 0,50. Пески пылеватые и мелкие при 0,80 < Sr
0,95. Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и
мелким) более 30 % по массе
Практически
непучинистый
Сильнопучинистый
чрезмерно
пучинистый
и
> 0,07
Глинистые при IL > 0,50.
Пески пылеватые и мелкие при Sr > 0,95
Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой Sr, д. е.,
определяется по формуле:
Sr
1,1 W ic W w s
e f w
где Wic — влажность мерзлого грунта за счет перового льда, цементирующего минеральные частицы, д. е.;
Ww — влажность мерзлого грунта за счет содержащейся в нем при данной отрицательной температуре
незамерзшей воды, д. е.; s — плотность частиц грунта, г/см3; еf — коэффициент пористости мерзлого грунта;
w — плотность воды, принимаемая 1 г/см3.

28.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТОВ
Общие положения
Степень пучинистости грунта следует определять по значению относительной деформации морозного пучения ,
полученному по результатам испытаний образцов грунта в специальных установках, обеспечивающих промораживание образца исследуемого грунта в заданном температурном и влажностном режимах, и измерение перемещений его поверхности.
Испытания проводят на образцах грунта ненарушенного сложения с природной или заданной влажностью или
на искусственно приготовленных образцах с заданной плотностью и влажностью, значения которых
устанавливаются программой испытаний в зависимости от возможных изменений воднофизических свойств
грунта в процессе строительства и эксплуатации сооружения.
Испытания проводят не менее чем для трех параллельных образцов исследуемого грунта.
Значение вычисляют как среднее арифметическое результатов параллельных определений. В случае, если
разница между параллельными определениями превышает 30%, число определений следует увеличить.
Принципиальная схема установки для определения степени пучинистости грунтов
1 - образец грунта; 2 - обойма; 3 - нижняя термостатированная плита;
4 - верхняя термостатированная плита; 5 - блок автоматического
терморегулирования; 6 - датчики температуры; 7 - капиллярно-пористый
материал; 8 - устройство для подачи воды; 9 - индикатор перемещения;
10 - кронштейн; 11 - шток механизма для нагружения образца грунта;
12 - поддон обоймы; 13 - теплоизоляционный кожух

29.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТА
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
1. Образец грунта в обойме, смазанной внутри тонким слоем технического вазелина, помещают в установку
на увлажненный капиллярно-пористый материал поддона и проводят следующие операции:
1.1 На верхний торец образца устанавливают термостатированную плиту;
1.2 Проверяют положение штока механизма для нагружения образца по отношению к центру образца;
1.3 Устанавливают прибор для измерения вертикальных деформаций образца грунта;
1.4 Подключают систему непрерывного подтока воды к образцу;
1.5 К образцу грунта плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, создавая давление равное
давлению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, или давление, равное предполагаемому
давлению от постоянных нагрузок на заданной глубине, но не более 0,05 МПа;
2. Установку помещают в холодильную камеру и выдерживают при температуре плюс (1±0,5)°С не менее
суток.

30.

3. Включают автоматизированную систему для задания температурного режима промораживания образца.
Промораживание образца грунта при температуре на верхнем его торце минус (4±0,2)°С и при монотонном
понижении температуры на нижнем торце образца от плюс 1 до 0°С, что обеспечивается автоматическим
поддержанием температуры нижней термостатированной плиты плюс (1±0,2)°С;
4. В ходе испытания через каждые 12 ч снимают показания приборов для измерения вертикальной
деформации образца грунта и температуры верхней и нижней термостатированной плиты. Во избежание
переохлаждения грунта через 12 ч с начала испытания следует вызвать начало кристаллизации влаги в
образце легким постукиванием по верхней термостатированной плите.
5. Во время испытания необходимо следить за непрерывностью подтока воды к образцу. В обоснованных
случаях допускается проведение испытаний без увлажнения образца грунта. При этом между образцом и
капиллярно-пористым материалом укладывают влагонепроницаемую пленку.
6. Испытание прекращают при достижении температуры 0°С на нижнем торце образца.
7. Сразу после окончания испытания образец извлекают из обоймы, разрезают вдоль вертикальной оси,
измеряют фактическую толщину промерзшего слоя и описывают его криогенную текстуру.
Измерительные устройства должны обеспечивать:
1. измерение вертикальной деформации образца грунта с погрешностью не более 0,1 мм;
2. измерение температуры образца грунта с погрешностью не более 0,2°С.
3. Обойму цилиндрической формы для помещения образца грунта изготавливают из малотеплопроводного
материала (например, органического стекла). Обойма должна состоять из отдельных колец высотой 2-5 см,
соединенных между собой, и иметь внутренний диаметр не менее 100 и высоту 150 мм.
4. В качестве капиллярно-пористого материала для поддона обоймы может быть использован чистый
мелкозернистый песок и т.п. Высота слоя капиллярно-пористого материала должна составлять 50 мм.
hм
d
h
hм - вертикальная деформация образца грунта в конце испытания, мм;
h - фактическая толщина промерзшего слоя образца грунта, мм.

31.

Литература к лекции 1
1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.
2. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
3. ГОСТ 24143-80. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и
усадки.
4. ГОСТ 23161-78. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности
5. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
6. ГОСТ 28622-90. Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости.