Определение основных характеристик грунта для сооружения земляного полотна

При анализе грунтовых условий необходимо дать оценку их пригодности как строительного материала для возведения земляного полотна с точки зрения условий выполнения работ.

Тс Tв Тс, ч Tв, оС +20 +18 +16 +14 +12 +10   +8
hc Снег Дождь hc, см +6 +4 +2 0 0 V, м/с 2, 0 -2   3, 0 -4   4, 0 -6   -8
			hпр
Преобладающее направление ветра
Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Распутица	6.03 27.03 8.11 24.11
Простои из-за осадков	1, 8	1, 3	1, 6	1, 6	2, 1	2.7	2.1	1, 6	1, 4	2, 0	1, 8	2, 0
Простои из-за метелей											0, 2	0, 6
6.03 27.03 8.11 Строительство водопропускных труб
6.03 27.03 8.11 Сосредоточенные земляные работы
Линейные земляные работы	27.03 8.11

Рисунок 1 – Дорожно-климатический график

Для проектирования технологических процессов возведения земляного полотна необходимо определить и рассчитать параметры грунта в такой последовательности.

2.1 Для заданного участка грунтового профиля нужно установить плотность частиц грунта (). Ее определяют пикнометрическим методом, методом ХАДИ или по справочным данным [6, 7, 8, 9]. Величину для учебных расчетов принимаем: для песков 2, 65 г/см³; для супесей – 2, 68 г/см³; для легких суглинков – 2, 70 г/см³; для тяжелых суглинков – 2, 71 г/см³; глин – 2, 72 г/см³.

2.2 Рассчитать плотность сухого грунта (г/см³)

(2.1)

где – плотность частиц грунта, г/см³;

V _о – объем воздуха, зажатого в порах грунта, при естественной влажности (для песков, супесей V _о= 0, 06–0, 08; для легких суглинков V _о= 0, 05; для тяжелых суглинков и глин V _о= 0, 04);

W _Т – граница текучести грунта, %.

2.3 Определить оптимальную влажность грунта (%)

(2.2)

где a – коэффициент, учитывающий гранулометрический состав грунта и плотность его частиц. Значение a для учебных расчетов принимать равным 0, 56.

2.4 Определить максимальную стандартную плотность сухого грунта (г/см³)

. (2.3)

2.5 Определить минимальную требуемую плотность грунта (г/см³)

(2.4)

где К _у – наименьший нормативный коэффициент уплотнения грунтов земляного полотна, принятый согласно табл. 6.8 [5] или табл. А.2 приложения А.

2.6 Определить относительный коэффициент уплотнения грунта согласно табл. 6.10 [5] или по справочным данным [7, 8].

2.7 Определить характерные влажности грунтов

(2.5)

где , – коэффициенты, характеризующие допустимый интервал влажности, при котором возможно уплотнение W ₁ – W ₂(таблица А.3 или табл. 6.5 [5]);

= 0, 9 – коэффициент (согласно с п. 6.4.9 [5]), при влажности грунта меньше W ₃ в проекте следует предусмотреть специальные мероприятия по его уплотнению (увлажнение, уплотнение более тонкими слоями).

2.8 Определить влажность грунта в период строительства земляного полотна (%)

. (2.6)

где – коэффициент, характеризующий влажность грунта в период полевых обследований W _ес. в долях от максимальной величины.

Значения для разных регионов Украины приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 -Изменение коэффициента в годовом цикле

2.9 Определить требуемую влажность грунта (%)

(2.7)

где Т – период между процессами увлажнения и уплотнения грунта (0, 5 суток);

a ₁ a ₂ – коэффициенты, учитывающие влияние разновидности грунта, температуры воздуха и скорости ветра, принимаются по графикам (рис. 2.1).

2.10 При влажности W_і в пределах W ₁ и W ₂ грунт допускается использовать для сооружения земляного полотна без проведения специальных мероприятий по подготовке грунта к уплотнению.

Если W_і > W ₂, необходимо определить время просыхания грунта (часов)

(2.8)

где a ₁ a ₂ – коэффициенты, зависящие соответственно от температуры воздуха и скорости ветра, принимаются по графикам (рис. 2.1).

a 1 0, 16     0, 12     0, 08   0, 04

0 4 8 12 16 20 24 Т, ◦ С

0 2 4 6 8 10 12 V, м/с

Рисунок 2.1 – Зависимость коэффициентов: a ₁ – от вида грунта и температуры

воздуха; a ₂ – от вида грунта и скорости ветра

1 – песок; 2 – супесь; 3 – суглинок; 4 – глина

Если W_і < W ₃ или W₁, необходимо рассчитать количество воды для доувлажнения уплотняемых слоев грунта (л/м³)

(2.9)

где 1000 – объем грунта 1000 м³ был взят условно для расчета.

После уточнения сменного объема земляных работ необходимо сделать перерасчет затрат воды на этот объем.

Результаты расчетов сводим в табл. 2.2.

Таблица 2.2- Необходимое количество воды для доувлажнения Qв (время просыхания Тп) сменного объема грунта