г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

4.5. Характер формирования структуры и контроль качества намывных грунтов

Гидромеханизированный способ подготовки территорий под строительство обеспечивает высокую производительность работ вследствие непрерывности всех операций по разработке, гидротранспортировке и укладке грунта и необходимую плотность намываемого грунта, соответствующую техническим условиям, предъявляемым к основаниям под фундаменты зданий и сооружений.

Намывные территории, используемые как основания для гражданского и промышленного строительства, в зависимости от назначения подразделяются на следующие классы табл. 4.5 [10].

Таблица 4.5

Класс основания Содержание частиц, % размером, мм Коэффициент Показатель уплотнения см2/кг Плотность грунта ρгр г/см3
2– 0,05 0,05–0,005 < 0,05 пористости е фильтрации

Кф, м/сут

I

 

II

 

III

 

IV

80–99

 

65–98

 

60–80

 

50–65

0,5– 0,8

 

0,5–1

 

1–10

 

10–50

>0,1

 

0,3–1,5

 

1,5–2

 

2–3

0,55–0,57

 

0,57–0,62

 

0,62–0,67

 

0,67–0,7

10–20

 

10–12

 

1–8

 

0,05–1

0,001–0,0005

 

0,001–0,005

 

0,005–0,08

 

0,1

1,67–1,68

 

1,65–1,67

 

1,62–1,65

 

1,57–1,62

 

I. Под капитальные гражданские и промышленные здания, передающие на грунт динамические и вибрационные нагрузки.

II. Под капитальные гражданские и промышленные здания, передающие на грунт статические нагрузки.

III. Под малоэтажные здания (фундаменты устраивают в пределах намываемой толщи).

IV. Под легкие сооружения, дороги, скверы, парки и т.п.

При проектировании намывных территорий необходимо учитывать требования соответственно классу капитальности, исходя из строительных свойств грунта и основных физико-механических характеристик грунтов при намыве.

Характер формирования структуры намывных оснований зависит от гранулометрического состава грунта и его фракционирования на картах намыва.

При фракционировании грунта на карте намыва необходимо учитывать следующее:

Фракционирование становится заметным при коэффициенте неоднородности грунта KН = d60/d10 > 3 (d60, d10 — диаметры частиц, которых содержится менее 60 и 10%) и проявляется в большей мере при увеличении удельного расхода пульпы и уменьшении ее консистенции.

Расчет фракционирования грунта в различных сечениях откоса производится по формуле В.А. Мелентьева с учетом специфических условий намыва площадей [10]:

фракционирование грунта в различных сечениях откоса

где Фi и Ф0i — содержание данной фракции в пробе соответственно намытого и исходного грунта, %; φoi — ордината кривой рассеивания.

При расчетах уклоны поверхности намытого откоса рекомендуется задавать, исходя из гранулометрического состава намытого грунта, при этом средний уклон намытых песчаных грунтов по данным [10] составляет:

— мелкозернистых

icp = 0, 029 Cв – 0,005;

— крупнозернистых

icp = 0, 034 Св – 0, 019.

где Св — консистенция пульпы.

При проектировании намывных территорий необходимо знать следующие характеристики намывных грунтов: объемную плотность скелета ρd, плотность ρ, угол внутреннего трения φ, коэффициент фильтрации Кф, плотность рыхлого ρmin и плотного ρmax сложения, пористость n, угол естественного откоса α, коэффициент неоднородности Кн.

Физико-механические характеристики намытого грунта и карьерного грунта определенного гранулометрического состава (допустимые отклонения от него ± 5%) могут быть приняты по табл. 4.6 [10].

Конечная осадка S, наблюдаемая при намыве песчаного грунта, может рассматриваться как характерная для неограниченного массива грунта с равномерно распределенной нагрузкой (в этом случае по глубине в пределах подстилающей сжимаемой толщи, при котором отсутствует скальный или другой практически не сжимаемый грунт). Конечная осадка может быть рассчитана по методу суммирования [10]:

Конечная осадка, наблюдаемая при намыве песчаного грунта

где рi — полусумма нормальных давлений i-го слоя; β — безразмерный коэффициент, равный 0,8; hi — мощность i-го слоя; n — число слоев; Еi — модуль деформации i-го слоя.

Таблица 4.6

Физико-механические характеристики намытого и карьерного грунтов для проектирования

Грунт Показатели
ρd, г/см3 φ, град Кф, м/сут Содержание частиц, %, размером, мм
более 0,25 0,25–0,1 менее 0,1
Карьерный грунт
Песчано-глинистый

Песчаный:

пылеватый

очень маленький

мелкий

средней крупности

крупный

и гравелистый

1,52

 

1,54

1,62

1,66

1,72

1,75

25

 

27

29

32

38

42

0,8

 

2

6

10

14

19

1,5

 

10

19,4

32,8

51,6

62

22,5

 

31,8

46

47

42

37,5

76

 

58,2

34,6

20,2

6,4

0,5

Намытый грунт
Песчано-глинистый

Песчаный:

пылеватый

очень мелкий

мелкий

средней крупности

крупный и

гравелистый

1,53

 

1,55

1,63

1,66

1,7

1,73

27

 

28

30

33

36

40

1

 

3

8

11

15

20,6

16,1

 

19,4

15,2

31,9

52,1

63,8

14,4

 

28

60

53,1

45,2

36,2

69,5

 

52,6

24,8

15

2,7

 

При расчете конечной осадки намытого песка от собственного веса необходимо учитывать влияние гидродинамического давления фильтрационного потока, возникающего в момент намыва, на процесс уплотнения. Дополнительную осадку Sдоп рекомендуется определять по формуле:

Дополнительная осадка формула

где  e1 — средний коэффициент пористости намытого песчаного грунта в момент намыва в условиях полного насыщения;  e2 — то же для влажного намытого песка после снижения уровня фильтрационного потока; hc — мощность намываемого слоя, см.

При определении строительных свойств намытых грунтов проводится комплекс исследований, включающих в себя определение компрессионных свойств и сопротивлений сдвигу. Обычно при таких исследованиях определяют:

На основании проведенных исследований при намыве площадей жилых массивов Березняки, Русановка и Оболонь в Киеве было установлено, что плотность скелета намытых песков составляла от 1,66 до 1,69 г/см3 [32]. Для оценки плотности были подсчитаны коэффициенты пористости. Значения этих коэффициентов колеблются от 0,57 до 0,68, что характеризует намытые пески как пески средней плотности и реже плотные.

В результате компрессионных испытаний, проведенных на образцах, намытые пески часто относят к малосжимаемым и редко — к среднесжимаемым, так как коэффициент сжимаемости нигде не превышал значения 0,002 см2/кг. Среднее значение коэффициента сжимаемости — 0,002–0,006 см2/кг.

Для определения модуля деформации проведено испытание грунта статическими нагрузками. Модуль деформации ни в одном из опытов не достигает предельного значения — 60 кг/см2.

Меньший модуль деформации характеризует сильносжимаемые грунты. Высокий модуль деформации намытых песков подтверждается полевыми испытаниями грунта статической нагрузкой. Результаты сдвиговых испытаний подтвердили, что намытые пески характеризуются большим сопротивлением сдвигу. При этом угол внутреннего трения достигал 32–36°.

Штамповые испытания, проведенные на промышленной площадке в трех точках с различным геологическим строением подстилающего слоя, по приведенным данным в источнике [32] показали следующие результаты:

По результатам геодезических наблюдений за осадкой подстилающих намытые грунты аллювиальных песков и поверхности намыва было установлено, что средняя осадка подстилающего слоя составила 2,6 см, при этом значительная осадка (около 80%) происходит в первые два месяца наблюдений.

Контроль за качеством работ при намыве территорий заключается в определении физико-механических свойств, в частности плотности намытого грунта. Контроль должен осуществляться непрерывно и производиться геотехнической лабораторией.

Правильность разработки карьера контролируется путем промера глубины. Состав грунтов оценивается при сравнении проектного геологического профиля, построенного по данным разведочного бурения, с результатами контрольных определений гранулометрического состава грунта в пульпе и на карте намыва. Контроль за технологией намыва обеспечивает правильность прокладки распределительных пульпопроводов, по­дачу пульпы в соответствии со схемой намыва и соблюдение принятой в проекте интенсивности намыва. Гранулометрический состав намытого песка определяется в соответствии с раскладкой его крупности в продольном и поперечном профилях намытой территории. Плотность сложения намытого песка устанавливается отбором образцов песка ненарушенной структуры режущими кольцами и проведением зондировочных испытаний.

Результаты контрольных наблюдений записываются в журнал отбора проб грунта, лабораторных определений и наблюдений за технологией намыва.

На основании результатов контроля составляют исполнитель­ную документацию и определяют качество намытых песков.

В результате многолетних экспериментальных исследова­ний можно сделать вывод: процесс уплотнения намытого пес­чаного грунта в основном завершается в течение двух месяцев. При этом наиболее интенсивный процесс уплотнения намытого песчаного грунта происходит в течение суток после намыва, когда ρd может изменяться от 1,45 до 1,5 г/см3 при намыве из песчано-глинистых грунтов и от 1,45 до 1,69 г/см3 при намыве из песчаных грунтов.

В заключение можно отметить, что основным условием для качественной подготовки намывной территории является обеспечение плотности намывных грунтов и равномерного распределения показателя плотности по площади намыва.

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы