Стабилизация почвы с различными добавками для снижения затрат
СТАБИЛИЗАЦИЯ И УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ
это модификация физических свойств грунтов механическими и химическими методами с целью получения важных для применения в строительстве, свойств.
Наиболее рентабельное уплотнение почвы с добавкой, чем с цементом, только при тех же критериях испытаний.
Также можно отказаться от использования гравия, соответствующего российскому стандарту. Тем не менее, мы рекомендуем дополнительный слой дробленого материала при уплотнении грунта толщиной около 10 см, чтобы избежать возможного растрескивания асфальтобетона (не показан на схеме).
преимущества стабилизации грунта с добавками
- Снижения объемов выемки грунтов, их транспортировки и утилизации.
- Применения минимального количества завозимых инертных материалов.
- Современное оборудование позволяет укреплять местные грунты с.
производительностью до 5-7 тысяч кв. метров за рабочую смену. - Наша добавка увеличивает плотность сухого вещества и смещает кривую Проктора в сухой диапазон.
- Путем разрушения адсорбционных водяных оболочек достигается снижение пластичности, повышение модуля упругости и когезии исходного грунта.
- Нежелательная усадка и набухание, а также образование трещин сведены к минимуму.
- Уменьшение высоты замерзания вследствие образования ледяной линзы.
- Гидратация вяжущих веществ становится более эффективной.
- 60% снижение содержания вяжущего в цементе.
- Оптимизирована по стоимости с добавлением добавки.
Расчёт произведён в программе IndorPavement
Список нормативных документов
1. ОДН 218.046-01 Проектирование нежёстких дорожных одежд.
2. Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежёстких дорожных одеждах.
НЕДОРОГИЕ МОРОЗОСТОЙКИЕ ПОЛЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ ЗОН И ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМЕШАННОГО МЕТОДА СТРОИТЕЛЬСТВА
Времена изменились, и многие строительные проекты предполагают выемку грунта, который необходимо удалить, т.е. переработать или утилизировать по высокой стоимости. Если выкопанный грунт используется в качестве строительного материала, замещение конечных ресурсов камней и почв может привести к сокращению добычи первичного сырья. В долгосрочной перспективе это приводит к сохранению заповедников.
Уплотнение грунта, ранее известное также как цементирование, представляет собой процесс, при котором сопротивление грунта движению и климатическим нагрузкам повышается за счет добавления вяжущих веществ таким образом, что грунт становится постоянно несущим и морозостойким. Сохранение слоя минерального антифриза или базового слоя, или его частей, достигается в соответствии с правилами.
Наша комплексная стабилизация включает в себя использование традиционных вяжущих, поверхностно-активных добавок, которые оказывают влияние на электрическую стабилизацию путем ионообмена. Смытая вода высвобождается, прочность на сжатие и морозостойкость увеличивается более чем в 2 раза, в кристалле льда предотвращается миграция воды (образование утиных водорослей), в критической зоне перехода от мороза к оттепели.
Мелкозернистые и клеевые почвы обрабатываются крупными фрезерными машинами и роторными культиваторами в признанном процессе от стандартизированной стабилизации почвы до создания загружаемых технических слоев в дорожном строительстве, строительстве транспортных магистралей, дорог, под фундаментом и в высоконагруженных промышленных зонах.
Спектр применения экономически эффективных цементов расширяется до глинистого участка кривой просеивания, где в противном случае используются только мелкие белые извести. В результате происходит уплотнение грунта на морозостойкой надстройке.
Новый строительный материал почвы образуется путем дробления адсорбционных водяных оболочек / клеевой воды и одновременного связывания отдельных частиц почвы вместе. За счет дополнительного ионообмена на границах раздела частиц почвы достигается баланс заряда между присадкой, преимущественно отрицательно заряженной частицами почвы, и гидравлическими вяжущими веществами и известью, что предотвращает образование ледяных линз в результате отрицательного давления на дорожную структуру, создаваемую на фронте промерзания.
Даже почвы с высоким содержанием гуминовых и фульвовых кислот могут быть более эффективно затвердевшими благодаря этим дополнительным реакциям ионообмена. Частицы глинистых минералов и гуминовых веществ адсорбированных катионов также окружены гидратными оболочками, которые в качестве гидратационной воды также входят в состав адсорбционной воды. С уменьшением размера зерен и повышением содержания органических веществ в почве, количество адсорбционной воды, которое уменьшается с помощью нашей добавки, также увеличивается. Кроме того, наша добавка с гидравлическим вяжущим значительно снижает водопоглощение уплотняемого и закаленного материала и тем самым улучшает свойства смеси, в том числе в связи с изменениями объема сульфатов и морозостойкостью и элюзионными свойствами.
Агрегация мелкозернистых материалов повышает производительность укладки, минимизирует энергию уплотнения и соответственно увеличивает положение укладки. Добавляя нашу добавку, когезия, также называемая адгезионной прочностью, увеличивается до 35%, модуль упругости - до 25% от исходного грунта. С точки зрения механики почвы это приводит к увеличению предельной плотности развёртывания, снижению пластичности IP и, таким образом, к увеличению числа последовательностей IC.
С дополнительным небольшим содержанием цемента (экономия до 60% на традиционном уплотнении почвы) и присадок Techsoil, даже мелкозернистые и когезионные почвы, даже при высоких гуминовых пропорциях, становятся морозостойкими и недорогими. Доля цемента 55 кг/м3 в консолидированном грунте обычно достаточна. Тонкая белая известь или ее компоненты в смешанных вяжущих веществах используются только для снижения содержания воды. В соответствующей литературе предполагается, что традиционное уплотнение почвы предполагает норму внесения вяжущего вещества до 250 кг/м3 , независимо от проблем смешивания, дополнительной потребности в воде за счет поглощения вяжущего и увеличения значения pH, которое наносит вред окружающей среде.
Нормативные документы по стабилизации и стабилизации грунтов:
ГОСТ 25100-95 | Грунты. Классификация | Soils Classification | ||
Автомобильные дороги (с Изменениями N 2-5)
|
Overview Roads Design | |||
ОДМ 218.1.004-2011 | Классификация стабилизаторов грунтов в дорожном строительстве | Classification of soil stabilizers in road construction | ||
ГОСТ 5180-84 | Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик | Soils Methods of laboratory determination of physical characteristics | ||
ГОСТ 5686-94 | Грунты. Методы полевых испытаний сваями | Soils Methods of field testing with piles | ||
ГОСТ 12071-84 | (1994) Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов | Soils Sampling, packaging, transport and storage of samples | ||
ГОСТ 12248-96 | Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости | Soils Methods of laboratory determination of strength and deformability characteristics | ||
ГОСТ 12536-79 | Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава | Soils Methods of laboratory determination of granulometric (grain) and microaggregate composition | ||
ГОСТ 19912-81 | (1987) Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием | Soilsю Dynamic field test method | ||
ГОСТ 20069-81 | Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием | Soils. Field test method by static probing | ||
ГОСТ 20276-85 | Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости | Soils. Methods of field determination of deformability characteristics | ||
ГОСТ 20522-96 | Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний | Soils. Methods of statistical processing of test results | ||
ГОСТ 21719-80 | Грунты. Методы полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве | Soils. Field test methods for well and array cuttings | ||
ГОСТ 22733-77 | Грунты. Методы лабораторного определения максимальной плотности | Soils. Methods for laboratory determination of maximum density | ||
ГОСТ 23061-90 | Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности | Soils. Methods of radioisotope measurements of density and humidity | ||
ГОСТ 23161-78 | Грунты. Методы полевых испытаний мерзлых грунтов | Soils. Methods of field testing of frozen soils | ||
ГОСТ 23253-78 | (1986) Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости | Soils. Field permeability testing methods | ||
ГОСТ 23740-79 | (с попр. 1980) Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ | Soils. Methods of laboratory determination of organic matter content | ||
ГОСТ 23741-79 | Грунты. Методы полевых испытаний на срез в горных выработках | Soils. Field test methods for cutting in mining excavations | ||
ГОСТ 24143-80 | (1987) Грунты. Метод лабораторного определения характеристик набухания и усадки | Soils. Method for laboratory determination of swelling and shrinkage characteristics | ||
ГОСТ 24846-81 | Грунты. Методы измерений деформаций оснований зданий и сооружений | Soils. Methods of measuring deformations of buildings and structures bases | ||
ГОСТ 24847-81 | (1987) Грунты. Метод определения глубины сезонного промерзания | Soils. Method for determining the depth of seasonal freezing | ||
ГОСТ 25358-82 | Грунты. Метод полевого определения температуры | Soils. Method of field temperature determination | ||
ГОСТ 25584-90 | (с изм. 1 1999) Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации | Soils. Methods of laboratory determination of the filtration factor | ||
ГОСТ 25584-90 | Грунты. Метод полевого определения глубины сезонного оттаивания | Soils. Method of field determination of seasonal thawing depth | ||
ГОСТ 26263-84 | Грунты. Метод лабораторного определения теплопроводности мерзлых грунтов | Soils. Method of laboratory determination of permafrost thermal conductivity | ||
ГОСТ 27217-87 | (1988) Грунты. Метод полевого определения удельных касательных сил морозного пучения | Soils. Method of field determination of specific tangent forces of frost bubble | ||
ГОСТ 28514-90 | Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема | Construction geotechnics. Determination of soil density by volume substitution method | ||
ГОСТ 28622-90 | Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости | Soils. Method of laboratory determination of the degree of swellinginess | ||
ГОСТ 30416-96 | Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения | Soils. Laboratory tests. General provisions | ||
ГОСТ 30672-99 | Грунты. Полевые испытания. Общие положения | Soils. Field trials. General provisions | ||
ГОСТ 9128-97 | Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон | Asphalt mixtures of road, airfield and asphalt | ||
ГОСТ 23558-94 | Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства | Crushed stone, gravel, sand and soil mixtures, treated with inorganic binders, for road and airfield construction | ||
ГОСТ 30491-97 | Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими для дорожного и аэродромного строительства | Organomineral mixtures and soils reinforced with organic binders for road and airfield construction | ||
ГОСТ 12801-98 | Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства | Materials based on organic binders for road and airfield construction | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | Основы нормирования и обеспечения требуемой степени уплотнения земляного полотна автомобильных дорог | Basics of rationing and ensuring the required degree of compaction of the roadbed | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | Методические рекомендации по повышению эффективности использования виброкатков при сооружении земляного полотна автомобильных дорог | Methodical recommendations to improve the efficiency of vibratory rollers in the construction of roads | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | Методические рекомендации по строительству оснований дорожных одежд с использованием связных грунтов, укрепленных минеральными или органическими вяжущими с добавками ПАВ и промышленных отходов | Methodical recommendations for the construction of pavement bases using cohesive soils reinforced with mineral or organic binders with additives of surfactants and industrial waste | ||
ВСН 158-69 | ТУ по комплексным методам укрепления грунтов цементом с применением добавок химических веществ при устройстве дорожных и аэродромных оснований и покрытий | TU on complex methods of soil consolidation with cement with application of chemical additives at arrangement of road and airfield bases and coatings | ||
ВСН 19-89 | Правила приемки работ при строительстве и ремонте автомобильных дорог | Rules of acceptance of works during construction and repair of highways | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по уточнению норм плотности грунтов насыпей автомобильных дорог в различных региональных условиях | MR for specification of road embankment soil density norms in different regional conditions | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по применению технологических конструкций нежестких дорожных одежд с основаниями из тощего бетона | MR for the application of technological constructions of non-rigid road pavements with lean concrete bases | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по устройству дорожных одежд с основаниями из битумоминеральных смесей | MR for the construction of road pavements with bitumineral bases | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по приготовлению и применению катионных битумных эмульсий | MR for the construction of road pavements with bitumineral bases | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по способам проектирования и сооружения земляного полотна автомобильных дорог из местных глинистых грунтов на болотах | MHP for the design and construction of roadbeds from local clay soils in marshes | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот, озер и грядово-озерковых болотных комплексов в условиях Севера Западной Сибири | MR for structures and technology of earth bed construction at the passage of watered bogs, lakes and ridge-lake bog complexes in the conditions of the North of Western Siberia | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог на участках залегания иольдиевых глин | MR for constructions and technologies of roadbed construction in the areas of ioldium clay occurrence | ||
ВСН 26-90 | Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог нефтяных и газовых промыслов Западной Сибири | Instruction on designing and construction of highways for oil and gas fields in Western Siberia | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по определению физико-механических свойств вечномерзлых глинистых и песчаных грунтов в полевых условиях | MR for determination of physical and mechanical properties of permafrost clayey and sandy soils in the field | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по проектированию и строительству земляного полотна в зоне вечной мерзлоты с использованием разрыхленных мерзлых грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии во время эксплуатации | MR for the design and construction of an earth bed in the permafrost zone using loosened permafrost soils preserved in permafrost during operation | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по укреплению местных грунтов верхней части земляного полотна неорганическими вяжущими | MHP to strengthen local soils at the top of the earth bed with inorganic binders | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | МР по разработке выемок в глинистых грунтах влажностью выше оптимальной и использованию этих грунтов для возведения насыпей автомобильных дорог | MP for the development of excavations in clayey soils with a moisture content higher than optimal and the use of these soils for the construction of road embankments | ||
ГЕОТЕХНОЛОГИИ | Рекомендации по расчету нежестких дорожных одежд забойных автомобильных дорог | Recommendations for calculating the non-rigid road surface of downhill roads | ||
ГОСТ 21153.7-75 | Породы горные. Методы физических испытаний. | The rocks are mountainous. Physical testing methods. | ||
ГОСТ 23740-79 | Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ | Soils. Methods for laboratory determination of organic matter | ||
РСН 51-84 | Производство лабораторных исследований физико-механических свойств грунтов | Production of laboratory studies of physical and mechanical properties of soils | ||
ОДМД | Руководство по грунтам и материалам, укрепленным органическими вяжущими | Guidelines for soils and materials reinforced with organic binders | ||
Минтранс СССР | МУ по проектированию морозозащитных и дренирующих слоев в основании проезжей части автомобильных дорог | MW for design of frost protection and drainage layers at the base of highways carriageway | ||
РСН-88 | Проектирование и строительство автомобильных дорог в нечерноземной зоне РСФСР | Design and construction of roads in the Caspian Sea zone of the USSR | ||
Минтранс СССР | МР по совершенствованию методов проектирования дорожных одежд с основаниями из укрепленных грунтов и материалов | MHP to improve the design of road pavements with reinforced soils and materials bases | ||
Минтранс СССР | МР по автоматизации расчетов дорожных одежд нежесткого типа | MR for automating the calculation of non-rigid pavements | ||
ВСН 543-87 | Инструкция по расчету нежестких дорожных одежд для специализированных тяжеловозных автотранспортных средств | Instruction on calculation of non-rigid road pavements for specialized heavy vehicles | ||
СНиП 2.05.07-85 | Проектирование земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий | Design of an earthen cloth and a drainage system of railways and highways of the industrial enterprises | ||
МР ФГУП «СОЮЗДОРНИИ» | Руководство по строительству оснований и покрытий автомобильных дорог из щебеночных и гравийных материалов | Guidelines for the construction of foundations and pavements for roads made of crushed stone and gravel materials | ||
СНиП 2.05.07-91 | Промышленный транспорт | Industrial vehicles | ||
Минтранс СССР | МР по устройству оснований дорожных одежд из грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой суперпластификаторов | MR for the construction of pavement bases made of soils reinforced with Portland cement and superplasticizers | ||
ВСН 41-88 | Региональные и отраслевые нормы межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд и покрытий | Regional and industry standards for the life expectancy of non-rigid pavements and pavements | ||
ОДМД | МР по укреплению обочин земляного полотна с применением стабилизаторов грунтов | MR for roadside stabilisation of the earth bed with the use of soil stabilisers | ||
Минтранс СССР | Рекомендации по применению влажных смесей на основе органических вяжущих для устройства конструктивных слоев дорожных одежд | Recommendations for the use of damp mixtures based on organic binders for the construction of layers of pavements | ||
СНиП 32-03-96 | Аэродромы | Airports | ||
ВСН 55-69 | Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог | Instructions for determining the required density and monitoring the compaction of roadbeds | ||
СНиП 3.06.03-85 | Автомобильные дороги | Highways | ||
ВСН 185-75 | ТУ по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог | Technical specifications on the use of fly ash and ash-and-slag mixtures from the combustion of various types of solid fuels for the construction of the earth bed and the construction of road bases and road surfaces | ||
СНиП 3.01.01-85 | Организация строительного производства | Organization of construction production | ||
СНиП 3.01.03-84 | Геодезические работы в строительстве | Surveying in construction | ||
ВСН 84-89 | Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты | Investigation, design and construction of highways in permafrost regions | ||
Указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд | Guidelines for strength assessment and calculation of non-rigid pavements | |||
ВСН 39-79 | Технические указания по укреплению обочин автомобильных дорог | Technical guidelines for road shoulder reinforcement |
Дизайн дорожного покрытия
Обзор существующего дизайна дорожного покрытия:
Проект определения коэффициента SN / Layer для фазы I и II
Коэффициент надежности R = 0,95%
Общее стандартное отклонение So = 0,45 для гибкого покрытия
Модуль упругости подкласса для CBR 10% MR = 11.150 (фунт / кв.дюйм)
На основе «Руководства по проектированию AASHTO 2002» с MR = 2555 x CBR0,64 с MR = 2555 x 10 0,64 = 11,152 фунтов на квадратный дюйм, что соответствует минимальному Ev2 45 МН / м2 по европейским стандартам.
Приложение нагрузки на одну ось W18 = 14 млн. Msa = 7 Mio Msa / Lane
Расчетный коэффициент полезного действия Delta PSI = Po-Pt = 2,5-0,0 = 2,5 (требуется мин.)
Результат:
Определение Структурного Проектного Числа SN = 3.8 сопоставимо с SN = 3.78, разработанным в техническом отчете консультантом проекта.
Предложение по совершенствованию проекта дорожного
Стабилизация почвы, ее улучшение и уплотнение с помощью смешанного метода или смешанного метода имеют целый ряд преимуществ и привлекательных черт в современных дорожно-строительных работах.
Благодаря мягкому грунту в фазе II и неподходящему грунту, который должен быть заменен подходящим наполнителем, можно стабилизировать грунт, добавив небольшое количество цемента. Цель состоит в том, чтобы увеличить промокшее значение CBR до 25% от уровня грунта. Консолидированный слой должен быть ок. 25 см.
Без изменения проектных критериев по сравнению с первоначальным проектом дорожного покрытия за счет добавления стабилизации грунта, это приводит к снижению значения SN и, следовательно, к уменьшению слоев дорожной конструкции.
Дополнительные преимущества будут заключаться в следующем:
- Слои основания не требуются.
- - В качестве фильтрующего слоя геотекстиль не требуется.
- - Уменьшение толщины подоснования.
- - Уменьшение толщины основания.
- - Минимизация грузоперевозок.
- - Клеевые пересыщенные почвы могут быть стабилизированы с помощью гашеной извести/цемента.
- - Отсутствие неподходящего материала из-за "переоборудованного материала".
- - Более экономичный метод строительства.
- - Снижение выбросов углекислого газа по сравнению с традиционным методом строительства.
- с добавлением 50% цемента возможна экономия цемента.
Основным преимуществом является снижение уровней контуров земляных работ, снижение затрат на строительство и ускорение темпов выполнения работ.
Точное количество цемента должно быть произведено в ходе лабораторных испытаний.
Проектный расчет со стабилизацией грунта и исходными проектными параметрами:
Расчет модуля упругости стабилизированного подкласса для целевого значения CBR 25%.
На основе "Руководства по проектированию AASHTO 2002":
MR= 25555 x CBR0,64 с MR= 2555 x 25 0,64 = 20,048 psi
Проектный структурный номер (СН) по стабилизации почвы слоя земляного полотна по номографии:
Примечание: Существующее лабораторное оборудование на строительной площадке позволяет определить точное количество гидравлического вяжущего. (по оценкам, 25 кг/м2)
Подведение итогов:
При стабилизации грунта до насыпной плотины на 25 см, слой основания может быть уменьшен на 4 см, а дополнительный слой основания - на 10 см. Не требуется подстилающий слой и геотекстиль.