"ОДМ 218.2.063-2015. Отраслевой дорожный методический документ. Рекомендации по применению технологии глубинного смешивания для укрепления слабых грунтов оснований земляного полотна"
(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 15.02.2016 N 204-р)

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский дорожный научно-исследовательский институт" (ФГБУ "РОСДОРНИИ").

Коллектив авторов: канд. техн. наук А.П. Фомин, канд. техн. наук С.Н. Щукин, инж. Е.В. Никанычева, инж. Ю.И. Косарев, инж. О.В. Труфанова (ФГБУ "РОСДОРНИИ") при участии инж. П.Н. Пудикова (ООО "Норд-СтэбРаша").

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 15.02.2016 N 204-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) устанавливает положения, регламентирующие применение технологии глубинного смешивания для укрепления слабых грунтов оснований земляного полотна при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог.

1.2 Данный методический документ содержит рекомендации по выбору основных параметров технологии глубинного смешивания (вида и количества укрепляющих материалов, используемого оборудования, правил производства и контроля качества работ) и особенности методики проектирования земляного полотна при применении этой технологии.

1.3 Положения настоящего методического документа предназначены для использования организациями, выполняющими работы по проектированию и строительству автомобильных дорог, расположенных на участках распространения слабых грунтов в условиях II - V дорожно-климатических зон, и применяются для укрепления слабых органических и органо-минеральных грунтов, служащих основанием земляного полотна высотой до 0,5 м, и слабых переувлажненных минеральных грунтов, являющихся основанием земляного полотна высотой до 7 м.

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.3.002-2004 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.005-75 Система стандартов безопасности труда. Работы окрасочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовые. Технические условия

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация

ГОСТ 25328-82 Цемент для строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 27753.3-88 Грунты тепличные. Метод определения pH водной суспензии

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 33063-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Классификация типов местности и грунтов

ГОСТ Р 52126-2003 Отходы радиоактивные. Определение химической устойчивости отвержденных высокоактивных отходов методом длительного выщелачивания

ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения

СП 22.13330.2016 Основание зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*)

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*)

СП 48.13330.2011 Организация строительства (актуализированная редакция СНиП 12-01-2004)

СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85)

СП 126.13330.2012 Геодезические работы в строительстве (актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84)

СП 2.2.2.1327-03 Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 слабые грунты: Связные минеральные, органические и органо-минеральные грунты с прочностью на сдвиг при испытании по схеме вращательного среза менее 0,075 МПа или модулем осадки более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модулем деформации ниже 5 МПа).

3.2 глубинное смешивание: Технология укрепления слабых грунтов за счет их механического смешивания с укрепляющими материалами при подаче вяжущего под давлением в пределах всей ширины устраиваемой насыпи на всю глубину или часть глубины распространения слабых грунтов.

3.3 глубинное смешивание в массиве: Применение глубинного смешивания с созданием сплошного массива укрепленного грунта под насыпью.

3.4 глубинное смешивание в сваях: Применение глубинного смешивания с созданием укрепления по типу свайного поля.

3.5 вяжущий материал (вяжущее): Активное вещество, образующее новые структурные связи при взаимодействии с грунтом.

3.6 укрепляющие материалы: Материалы, вводимые в слабый грунт для его укрепления, включая вяжущее или вяжущее в сочетании с активными или инертными материалами.

3.7 технологический слой: Слой песчаного грунта (обычно толщиной 0,8 - 1,2 м), размещаемый, как правило, на разделяющей прослойке из геосинтетического материала, обеспечивающий возможность работы занятых на укреплении машин и механизмов и являющийся одновременно нижней частью земляного полотна.

3.8 пригрузочный слой: Дополнительный слой грунта над технологическим слоем, обеспечивающий увеличение плотности укрепленных грунтов.

3.9 количество (расход) вяжущего (Q_в): Масса вяжущего, вносимая на единицу объема укрепляемого грунта, кг/м³.

3.10 содержание вяжущего (A_в): Отношение массы вяжущего к массе сухого укрепляемого грунта, %.

3.11 водоцементное отношение (В/Ц): Отношение массы воды, содержащейся в укрепляемом грунте, к массе вяжущего, отн. ед.

3.12 сухое смешивание: Глубинное смешивание, выполняемое подачей вяжущего в сухом состоянии.

3.13 влажное смешивание: Глубинное смешивание, выполняемое подачей вяжущего в растворе.

3.14 укрепленный по технологии глубинного смешивания грунт (укрепленный грунт): Искусственный материал, получаемый на месте производства работ введением укрепляющих материалов (вяжущего, активных добавок, инертных материалов), соответствующий в проектные и промежуточные сроки нормируемым показателям качества по механическим свойствам.

3.15 укрепление слабого грунта: Улучшение физико-механических свойств слабого грунта при введении укрепляющих материалов по технологии глубинного смешивания за счет сочетания химических, физико-химических и механических взаимодействий.

4.1 Технология глубинного смешивания является специальным конструктивно-технологическим мероприятием, предназначенным для обеспечения устойчивости насыпей, требуемых сроков консолидации их оснований, сложенных слабыми органическими, органо-минеральными и минеральными грунтами, имеющими повышенную влажность. В результате использования такой технологии достигается увеличение механических свойств слабого грунта (прочностных и деформативных), как правило, на порядок или несколько порядков.

4.2 Настоящий методический документ регламентирует технологию глубинного смешивания, дополняя положения СП 34.13330.2012, пособия [1] в части применения специальных конструктивно-технологических решений новым решением, создающим возможность для повышения надежности дорожных конструкций, снижения ресурсоемкости, стоимости строительства, обеспечения максимального использования местных грунтов и материалов, в том числе отходов производств. Кроме того, данный методический документ учитывает положения европейских норм [2] и руководства [3].

4.3 Технология глубинного смешивания состоит в механическом смешивании подаваемого под давлением вяжущего (при необходимости других укрепляющих материалов: добавок из активных материалов, отходов промышленности, инертных минеральных заполнителей) со слабым грунтом непосредственно на месте производства работ по всей ширине насыпи на всю глубину распространения грунтов или ее часть. В зависимости от состояния подаваемого вяжущего различают сухое (вяжущее в сухом состоянии) и влажное смешивание (вяжущее в растворе). Поскольку слабые грунты имеют, как правило, повышенную влажность, предпочтительным является применение сухого смешивания.

4.4 Технология глубинного смешивания предусматривает возможность создания двух типов укрепления:

- сплошное укрепление массива грунта под насыпью на необходимую глубину - основной тип укрепления (достигается глубинным смешиванием в массиве на технически возможную глубину 5 - 7 м);

- укрепление массива грунта под насыпью по типу свайного поля, применяемое в сочетании с основным типом укрепления (достигается глубинным смешиванием в сваях ниже зоны укрепления в массиве).

4.5 Укрепленный по технологии глубинного смешивания грунт должен отвечать нормируемым показателям качества по механическим свойствам - пределу прочности при одноосном сжатии, сопротивлению сдвигу, модулю деформации. Основой для оценки механических свойств укрепленного грунта служит метод испытаний на одноосное сжатие по ГОСТ 12248-2010 с уточнениями по подразделу 5.4 настоящего методического документа. Показатели механических свойств укрепленных глубинным смешиванием грунтов зависят от вида и количества укрепляющих материалов, выбор которых должен выполняться с учетом разновидности и свойств укрепляемого слабого грунта в соответствии с положениями раздела 5, а назначение нормируемых показателей качества - на основе расчетного обоснования в соответствии с положениями раздела 6.

4.6 До начала проведения укрепительных работ должны быть выполнены инженерно-геологические изыскания в соответствии с положениями СП 11-105-97 (части I, II), пособия [1], определены разновидности и свойства слабых грунтов.

4.7 Возможность осуществления работ по глубинному смешиванию, качество их выполнения зависят от используемого оборудования, технологии производства работ, рекомендации по которым содержатся в разделе 7. При производстве работ следует учитывать также рекомендации, содержащиеся в документации производителя оборудования.

4.8 Основные области применения технологии глубинного смешивания следующие:

- обеспечение устойчивости насыпей и сроков для достижения требуемой степени консолидации грунтов слабых оснований насыпей высотой до 7 м при мощности толщи слабого грунта от 3 м при строительстве автомобильных дорог;

- выполнение работ по уширению земляного полотна при реконструкции (ремонте) автомобильных дорог в условиях распространения слабых грунтов;

- укрепление слабых грунтов на ограниченных площадях в зонах расположения водопропускных труб, элементов оборудования и обустройства автомобильных дорог;

- инженерная подготовка территории с целью создания технологического слоя, обеспечивающего работу дорожно-строительной техники, временного проезда транспортных средств;

- переработка некондиционного переувлажненного минерального грунта, например вывозимого в отвал грунта, получаемого при разработке выемок, для последующего его применения в качестве инертного заполнителя при укреплении глубинным смешиванием в массиве органических грунтов или использования в нижней части насыпей.

4.9 Выбор конструктивно-технологических решений выполняют на основе технико-экономического сопоставления их вариантов. Следует учитывать технический эффект при применении технологии глубинного смешивания:

- возможность многократного повышения механических свойств грунтов без ограничений по их виду и состоянию - при достижении требуемых параметров укрепленных минеральных (органических) грунтов: предела прочности при сжатии 1500 кПа (900 кПа) и выше, сопротивления сдвигу 750 кПа (450 кПа) и выше, модуля деформации 75 МПа (45 МПа) и выше;

- возможность быстрой консолидации слабого основания насыпи;

- достижение высокой однородности укрепленного слабого грунта независимо от особенностей строения его толщи, наличия различающихся по виду, состоянию, толщине слоев в толще, что снижает риск проявления неравномерных деформаций;

- возможность рационального использования отходов производств, местных некондиционных переувлажненных грунтов, в частности требующих утилизации глинистых грунтов, полученных при разработке выемок.

5.1.1 Основные технические параметры технологии глубинного смешивания - это вид укрепляющих материалов и их количество, зависящие от разновидности и свойств укрепляемого грунта.

5.1.2 Нормируемыми показателями качества укрепленных грунтов являются:

- предел прочности образцов и модуль деформации, определяемые при одноосном сжатии в соответствии с ГОСТ 12248-2010 с уточнением по подразделу 5.4 настоящего методического документа;

- сопротивление сдвигу укрепленных грунтов , кПа, вычисляемое по зависимости

где R_с - предел прочности образцов при одноосном сжатии, кПа.

5.1.3 Количество вяжущего материала оценивается следующими взаимосвязанными параметрами:

расходом (количеством) вяжущего Q_в (основной параметр), т/м³, определяемым по формуле

где P_в - масса вяжущего, т;

V_г - объем укрепляемого слабого грунта, м³;

содержанием вяжущего A_в, %, определяемым по зависимости

где P_сг - масса сухого грунта после укрепления, т;

водоцементным отношением В/Ц, отн. ед., вычисляемым по формуле

где P_воды - масса содержащейся в укрепленном грунте воды, кг.

Зависимости (5), (6) связывают параметры Q_в, A_в, В/Ц друг с другом и параметрами неукрепленного грунта по формулам

где - плотность грунта в природном состоянии, т/м³;

W₀ - влажность грунта в природном состоянии, %.

5.1.4 Предварительный выбор основных технических параметров технологии глубинного смешивания для ориентировочной их оценки с целью предварительной проработки проектных решений, назначения вида и диапазона изменения количества укрепляющих материалов при подборе состава по подразделу 5.4 может быть выполнен с учетом требований подразделов 5.2, 5.3. Окончательный их выбор осуществляется по результатам лабораторных испытаний в соответствии с подразделом 5.4.

5.2.1 Для выбора вида укрепляющего материала на основе выполненных инженерно-геологических изысканий должны быть получены данные:

- по разновидности грунтов в соответствии с классификацией по ГОСТ 25100-2011 и с учетом частных классификаций слабых грунтов в соответствии с приложением 11 (Л) к пособию [1];

- параметрам состава и состояния грунтов, необходимым для определения их разновидности;

- параметрам, обязательным для подбора состава укрепляющего материала, влажности по ГОСТ 5180-2015, содержанию пылеватых и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм) по ГОСТ 12536-2014, относительному содержанию органических веществ I_г по ГОСТ 33063-2014, показателю кислотности pH по ГОСТ 27753.3-88.

5.2.2 Укрепление выполняется одним вяжущим материалом, комбинированием нескольких видов, вяжущим в сочетании с активными материалами и (или) инертными добавками.

5.2.3 В качестве основных вяжущих применяют:

- цементы марок, как правило, не ниже 300 по ГОСТ 10178-85, ГОСТ 22266-2013, ГОСТ 25328-82;

- известь I, II сортов по ГОСТ 9179-77.

5.2.4 В качестве активных материалов могут быть использованы материалы с удельной поверхностью не менее 150 м²/кг, обеспечивающие улучшение физико-механических свойств укрепляемых грунтов, в частности:

- высокоактивные и активные молотые гранулированные шлаки по ГОСТ 3344-83;

- золы-уноса по ГОСТ 25818-91;

- гипс строительный марок не ниже Г10 по ГОСТ 125-79.

5.2.5 В качестве инертных добавок могут применяться местные связные переувлажненные грунты, пылеватые пески, слабоактивные шлаки, золы.

5.2.6 В качестве укрепляющих добавок могут быть использованы и другие материалы, эффективность применения которых обоснована лабораторными испытаниями.

5.2.7 Для предварительного назначения вида укрепляющих материалов рекомендуется использовать данные, представленные в таблице 1.

Примечания

1 "+++" - наиболее эффективный укрепляющий материал.

2 "++" - эффективный укрепляющий материал.

3 "+" - возможно получение эффекта в отдельных случаях применения.

4 "-" - не рекомендуемый к применению укрепляющий материал.

5.3.1 Предварительный подбор количества укрепляющих материалов выполняют исходя из требуемой (расчетной) величины предела прочности при сжатии укрепленного грунта R_ср, определяемой по зависимости (26) подраздела 6.2. Количество вяжущего может быть оценено по графикам, приведенным на рисунке 1, в зависимости от разновидности грунтов, применяемого вяжущего материала и требуемой расчетной величины предела прочности укрепленного грунта R_ср = R_с. Графики составлены на основе обобщения экспериментальных данных по глубинному смешиванию грунтов. Допускается предварительный подбор количества вяжущего исходя из опыта выполнения работ по глубинному смешиванию в сходных инженерно-геологических условиях.

5.3.2 Для связных минеральных, органо-минеральных грунтов с относительным содержанием органических веществ до 10% значение R_с может быть уточнено с учетом их влажности и плотности в природном состоянии на основании зависимостей (4), (5), (6) и графика, приведенного на рисунке 2 (выбирается наибольшее из значений Q_в, полученных с использованием графиков на рисунках 1, 2).

5.3.3 Независимо от результатов подбора материалов по пунктам 5.3.1, 5.3.2 количество (расход) вяжущего не должно быть ниже:

- 130 кг/м³ для связных минеральных мягкопластичных и 150 кг/м³ для текучепластичных, текучих грунтов;

- 170 кг/м³ для органических грунтов (200 кг/м³ для органических грунтов с природной влажностью менее 500% и более 1500%).

5.3.4 Для предварительного назначения проектных решений, исходя из полученного значения R_с, ориентировочно могут быть определены другие требуемые параметры свойств:

- сопротивление сдвигу укрепленных грунтов по формуле (1);

- модуль деформации органических и органо-минеральных грунтов , кПа, с содержанием органических веществ более 10% по формуле

- модуль деформации для минеральных связных и органо-минеральных укрепленных грунтов с содержанием органических веществ менее 10% по формуле

5.3.5 Расчетное значение плотности укрепленных грунтов , т/м³, для предварительных расчетов по подразделу 6.2 может быть оценено по формуле

где - плотность вяжущего, т/м³;

- плотность активного или инертного материала (см. пункты 5.2.4, 5.2.5 в случае его применения), т/м³;

Q_м - количество активного или инертного материала, т/м³.

Независимо от полученного результата, в случае когда повышение плотности ведет к ухудшению напряженно-деформированного состояния системы "насыпь - основание", значение принимают в долях от плотности слабого грунта не ниже и соответственно для органических (органо-минеральных) и минеральных связных грунтов.

5.4.1 Исходя из свойств укрепляемых слабых грунтов, имеющихся местных активных и инертных материалов, предварительно в соответствии с подразделами 5.2, 5.3 назначают вид укрепляющего материала и возможный диапазон изменения его количества.

5.4.2 Образцы для испытаний готовят с учетом следующих положений:

- отобранный на участке производства работ слабый грунт природной влажности предварительно перемешивают с помощью стандартного смесителя в емкости объемом, позволяющим подготовить грунт в количестве не менее чем для выполнения испытаний трех образцов;

- в емкость добавляют предварительно выбранное (см. подраздел 5.2) вяжущее или вяжущее в сочетании с другими укрепляющими материалами и перемешивают его с грунтом;

- подготовку образцов укрепленных грунтов выполняют с не менее чем тремя расходами вяжущего, значения которых изменяются около среднего значения Q_в, определенного по подразделу 5.3; диапазон изменения значений расхода вяжущего от среднего значения рекомендуется назначать в пределах 25 - 50 кг/м³;

- подготовку образцов осуществляют путем помещения полученной смеси слабого грунта и укрепляющего материала в жесткие цилиндрические обоймы, обеспечивающие получение образцов диаметром d_об не менее 38 мм и высотой (1,8 - 2,2)·d_об; сразу же после помещения в обойму образцы в течение 30 мин должны быть пригружены постоянной нагрузкой под давлением 20 кПа;

- после формирования образцы в обоймах помещают в эксикатор, через 2 сут обойму снимают и выдерживают их в эксикаторе в течение 28 сут; допускается меньший срок их выдержки (но не менее 7 сут с последующей корректировкой результатов испытаний по формуле (54) пункта 7.3.3).

5.4.3 Оценивают плотность и выполняют испытания подготовленных и выдержанных образцов по методике подраздела 5.2 ГОСТ 12248-2010 (испытания методом одноосного сжатия), прикладывая нагрузку с непрерывным увеличением скорости на 0,5% за 1 мин. Испытывают не менее трех образцов, подготовленных при равном расходе укрепляющих материалов с одинаковыми сроками выдержки.

5.4.4 По результатам испытаний получают зависимость напряжения о от относительной деформации , по которой определяют параметры механических свойств грунтов (рисунок 3):

- предел прочности укрепленного грунта при одноосном сжатии R_с (соответствует максимальному напряжению);

- сопротивление сдвигу укрепленного грунта (величину структурного сцепления), ;

- модуль деформации органических и органо-минеральных укрепленных грунтов , определяемый при напряжении, соответствующем половине их прочности при одноосном сжатии, по формуле

где - относительная деформация при максимальной нагрузке, доли ед.;

- не учитываемая начальная относительная деформация, доли ед., соответствующая точке резкого снижения темпов нарастания деформаций по диаграмме (см. рисунок 3).

5.4.5 По результатам испытаний строят зависимости средних значений параметров механических свойств от количества вяжущего для каждого его вида и определяют необходимое количество Q_в.тр, обеспечивающее требуемую расчетную величину предела прочности при одноосном сжатии R_ср, исходя из формулы (26) подраздела 6.2. При этом значении Q_в.тр находят остальные параметры механических свойств (рисунок 4). Вид вяжущего выбирают на основании необходимости достижения требуемого значения R_ср, если значение R_ср достигается для всех видов вяжущего, то - по результатам экономического сопоставления.

6.1.1 Конструктивные решения, предусматривающие использование технологии глубинного смешивания, назначают в зависимости от инженерно-геологических условий, прежде всего исходя из мощности толщин слабого грунта и технических возможностей основного способа укрепления, в этом случае - укрепления в массиве (на глубину до 5 - 7 м).

6.1.2 Помимо технических ограничений по глубине укрепления следует учитывать также следующие ограничения по применению технологии:

- технология рекомендуется к использованию для обеспечения устойчивости насыпей высотой до 7 м (включая осадку) на основаниях, сложенных минеральными, органо-минеральными грунтами с содержанием органических веществ до 10% и до 5 м на основаниях, сложенных органическими и органо-минеральными грунтами с содержанием органических веществ более 10%;

- технология может быть применена при укреплении слабых связных минеральных грунтов с показателем текучести выше 0,5, торфов с влажностью более 500%; возможность укрепления минеральных грунтов с показателем текучести 0,25 - 0,5 и торфов с влажностью 300 - 500% требует обоснования с проведением пробного укрепления непосредственно на участке выполнения строительных работ.

6.1.3 Конструктивные решения должны предусматривать устройство технологического слоя (рабочей платформы) непосредственно на слабом основании для обеспечения работы занятой на укреплении техники. Технологический слой является одновременно нижней частью насыпи и состоит из дренирующего грунта толщиной 0,8 - 1,2 м, находящегося на разделяющей и армирующей прослойке из геотекстильного материала прочностью не менее 14 кН/м.

6.1.4 Основные конструктивные решения представлены на рисунке 5 и включают укрепление в массиве слабого грунта:

- на полную его мощность (см. рисунок 5 а); решение может быть реализовано при мощности слабого грунта в пределах 5 - 7 м и целесообразно по технико-экономическим показателям при мощности выше 3 м;

- на неполную мощность (см. рисунок 5 б) при ее превышении технических возможностей укрепления в массиве (5 - 7 м);

- на глубину 5 - 7 м в сочетании с укреплением в сваях на оставшуюся мощность слабого грунта (см. рисунок 5 в); целесообразно при общей мощности слабого грунта 15 - 20 м для оснований III типа [1];

- в сочетании с проведением предварительного выторфовывания на глубину 2 - 3 м (см. рисунок 5 г); целесообразно при общей мощности слабого грунта 8 - 10 м; в этом случае ограничения по глубине укрепления в массиве (5 - 7 м) относятся к уровню, отсчитываемому от нижней отметки уровня выторфовывания.

6.1.5 Назначение любого из вариантов конструктивных решений осуществляется с учетом расчетного обоснования в соответствии с подразделом 6.

6.1.6 Возможно сочетание решений по применению технологии глубинного смешивания с традиционными конструктивно-технологическими решениями, в частности с использованием пригрузочного слоя, устраиваемого непосредственно после выполнения укрепительных работ. Для решения по рисунку 5 в - это замена глубинного смешивания в сваях иными видами свай (песчаными, различными жесткими).

6.2.1 При применении технологии глубинного смешивания расчет производится в соответствии с общими положениями пособия [1] и с учетом следующих особенностей:

- исходные требуемые расчетные характеристики укрепленных грунтов принимаются из условия, что среднее давление под подошвой земляного полотна не превышает прочности укрепленного грунта основания (пункт 6.2.7), на этой основе подбирается количество укрепляющих материалов;

- расчеты по оценке прочности и прогнозу осадки выполняются для трех случаев конструктивных решений (сплошное укрепление грунтов слабой толщи, частичное укрепление и сплошное укрепление с устройством свай из укрепленного грунта) в соответствии с расчетными схемами, приведенными на рисунке 6.

6.2.2 В зависимости от схемы укрепления при проектировании необходимо учитывать следующие особенности:

схема сплошного укрепления (см. рисунок 6 а):

- мощность слабой толщи H_сж составляет от 2 до 7 м включительно,

- мощность укрепляемой толщи равна мощности сжимаемой (слабой) толщи H_уг = H_сж,

- укрепленный грунт толщиной H_уг рассматривается как однородный слой с характеристиками свойств, назначенными в соответствии с положениями подраздела 5.4,

- укрепляемые грунты подстилаются прочным несжимаемым основанием;

схема частичного укрепления (см. рисунок 6 б):

- мощность укрепляемой толщи меньше мощности сжимаемой (слабой) толщи H_уг < H_сж,

- укрепленный грунт толщиной H_уг рассматривается как однородный слой с улучшенными характеристиками свойств, назначенными в соответствии с положениями подраздела 5.4,

- мощность сжимаемого слоя H_сж представляет часть неукрепленного слоя слабой толщи в пределах активной зоны H_акт,

- при наличии в пределах активной зоны H_акт под слоем укрепления нескольких разновидностей грунтов расчетные значения характеристик этих грунтов могут быть приняты как средневзвешенные по данному слою (пункт 6.2.4);

схема частичного укрепления грунтов слабой толщи с устройством свай (см. рисунок 6 в):

- длина свай определяется мощностью укрепляемой слабой толщи,

- при опирании свай на прочные грунты они рассматриваются как сваи-стойки H_сж = H_св + H_уг,

- при опирании свай на слабые грунты они рассматриваются как висячие сваи H_сж > (H_св + H_уг),

- массив укрепленного грунта над сваями рассматривается как полужесткий ростверк, представляющий однородный блок с постоянной мощностью укрепленного грунта с прочностными характеристиками, назначенными в соответствии с положениями подраздела 5.4,

- массив основания со сваями под подошвой укрепленного грунта рассматривается как композиционный материал "грунтоцементная свая - грунт"; прочностные характеристики укрепленного сваями массива определяются путем осреднения прочностных характеристик свай и естественного грунта основания (пункт 6.2.6).

6.2.3 За нижнюю границу активной зоны H_акт принимается горизонт, на котором вертикальные напряжения по глубине не превышают 20% напряжений от внешней нагрузки.

Оценка напряженно-деформированного состояния грунтов в основании проводится по зависимостям, представленным в подразделах 3.6 - 3.11 пособия [1].

6.2.4 Средневзвешенные значения неукрепленных грунтов естественного основания ниже укрепляемого слоя в пределах активной зоны H_акт определяются по следующим формулам:

где H_акт - H_уг - H_сж - мощность слоя грунта в пределах активной зоны H_акт под слоем укрепления, м;

m, h_г1, ..., h_гm - соответственно общее количество слоев грунта и толщина каждого слоя грунта естественного основания, м, по слою H_акт - H_уг - H_сж;

, , , - средневзвешенные значения соответственно угла внутреннего трения, град; сцепления, т/м²; плотности, т/м³, и модуля деформации грунтов, т/м², по слою H_акт - H_уг - H_сж;

, ..., , c_г1, ..., c_гm, , ..., , E_г1, ..., E_гm - фактические значения характеристик каждого слоя грунта соответственно угла внутреннего трения, сцепления, плотности и модуля деформации.

6.2.5 Для неукрепленных грунтов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, величина плотности каждого слоя грунта определяется с учетом взвешивающего воздействия воды по формуле

где - плотность i-го слоя неукрепленного грунта основания в естественном состоянии ниже уровня грунтовых вод, т/м³;

- плотность воды, принимается равной 1 т/м³.

6.2.6 Прочностные характеристики грунтов укрепленного сваями массива для схемы частичного укрепления со сваями (см. рисунок 6 в) определяются по следующим зависимостям:

где c_г-св, c_сж, c_св - соответственно величина сцепления массива "неукрепленный грунт - свая", неукрепленного грунта межсвайного пространства (слабого грунта) и сваи (c_св принимается равным значению по пункту 6.2.9), т/м²;

, , - соответственно угол внутреннего трения массива "неукрепленный грунт - свая", неукрепленного грунта межсвайного пространства и сваи, град;

, , - соответственно плотность грунта массива "неукрепленный грунт - свая", неукрепленного грунта межсвайного пространства и сваи, т/м³;

a - относительная площадь в плане, занимаемая сваями, м²;

F_св, F_сж - часть общей площади свайного поля в плане, приходящаяся соответственно на сваи и межсвайное пространство, м²;

E_г-св, E_сж, E_св - соответственно модуль деформации массива "неукрепленный грунт - свая", неукрепленного грунта межсвайного пространства и сваи, т/м².

При наличии в слое H_св грунтов нескольких разновидностей расчетные значения характеристик неукрепленных грунтов между сваями принимаются как средневзвешенные по этому слою в соответствии с зависимостями по пункту 6.2.4, принимая E_сж = E_ср.

Для слоев грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод, значения плотности грунтов в естественном состоянии определяются с учетом взвешивающего действия воды по пункту 6.2.5.

6.2.7 Параметры свайного поля назначаются по результатам расчетов по следующим формулам:

где n - общее количество свай, ед.;

d_w - диаметр свай, определяемый возможностями оборудования, м;

- длина сваи, м;

F_{св.поля} - общая площадь свайного поля в плане, м².

При назначении общего количества свай рекомендуемое максимальное расстояние между их осями d, м, может быть определено по формуле

6.2.8 Условие прочности для оценки требуемых расчетных характеристик укрепленных грунтов и устойчивости основания дорожной конструкции в случае сплошного укрепления слабой толщи (см. рисунок 5 а) выражается зависимостью

где P_расч - расчетная нагрузка на основание земляного полотна, т/м²;

- расчетное сопротивление сдвигу (сцепление) укрепленного грунта основания, кПа;

- коэффициент запаса эксплуатационной надежности сооружения, принимаемый по уровню ответственности сооружения (ГОСТ 27751-2014), при повышенном (I) уровне ответственности, при нормальном (II) уровне ответственности;

0,1 - переводной коэффициент кПа в т/м².

6.2.9 Расчетное сопротивление сдвигу (сцепление) укрепленного грунта основания определяют по зависимости

где f_m - коэффициент условий работы, учитывающий снижение прочностных характеристик закрепленного грунта при длительном воздействии водной среды и нагрузки, принимаемый равным 0,9;

f_m1 - коэффициент, учитывающий снижение прочностных характеристик укрепленных грунтов при производстве работ в полевых условиях по отношению к характеристикам, получаемым в лабораторных условиях (при технологии глубинного смешивания в массиве f_m1 = 0,8, в сваях - f_m1 = 0,45).

6.2.10 Условие устойчивости неукрепленного основания дорожной конструкции (см. конструктивные решения по рисункам 5 б, в, г) определяется величиной расчетного коэффициента безопасности K_без по зависимости

где P_без - безопасная нагрузка, соответствующая предельной величине внешней нагрузки на поверхности неукрепленного грунта (см. конструктивные решения по рисункам 5 б, г) или массива грунта со сваями (см. конструктивное решение по рисунку 5 в) и вызывающая возникновение предельного состояния по сдвигу в наиболее опасной точке основания, т/м²;

P_расч - расчетная нагрузка на поверхности неукрепленного грунта (см. конструктивные решения по рисункам 5 б, г) или массива грунта со сваями (см. конструктивное решение по рисунку 5 в) от веса земляного полотна, укрепленного грунта и подвижной нагрузки от транспортных средств, т/м².

6.2.11 Оценка общей устойчивости откосов земляного полотна на укрепленном основании определяется величиной коэффициента устойчивости по зависимости

где K_расч - расчетный коэффициент общей устойчивости откосов земляного полотна, найденный по существующим методикам расчетов, в частности методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения (КЦПС) или по условию равноустойчивости методом F_р (определение рационального очертания поверхности откоса);

K_треб - нормативный коэффициент устойчивости, вычисляемый по формуле

где n_с - коэффициент сочетания нагрузок (n_с = 0,9 - 1,0);

n₀ - коэффициент перегрузки (n₀ = 1,2);

m₀ - коэффициент условий работы (m₀ = 0,85).

6.2.12 Величина и интенсивность расчетных временных подвижных нагрузок от транспортных средств назначается в соответствии с положениями ГОСТ Р 52748-2007. Транспортная нагрузка учитывается в виде дополнительной статической нагрузки от веса слоя грунта толщиной H_экв, равномерно расположенного по поверхности земляного полотна и заменяющего воздействие подвижной нагрузки. Толщина эквивалентного слоя H_экв определяется в соответствии с подразделом 5.2 ГОСТ Р 52748-2007.

6.2.13 Расчетная нагрузка P_расч включает постоянную нагрузку от веса земляного полотна высотой H_нас, нагрузку от веса слоя грунта H_экв, заменяющую воздействие транспортных средств, и определяется по формуле (30), а для случая укрепления с частичным выторфовыванием грунтов в основании - по формуле (31)

где - плотность грунта замены при выторфовывании, т/м³.

6.2.14 Величина безопасной нагрузки P_без определяется по следующим формулам:

где 2·B_ср - ширина насыпи земляного полотна по средней линии, м;

M_b, M_c, M_h - параметры;

, , c, H - средневзвешенные значения соответственно плотности, угла внутреннего трения и сцепления грунтов по слою мощностью H, принимаемые в зависимости от схемы укрепления:

- для схемы полного укрепления (см. рисунок 6 а) , , , H = H_уг,

- для схем частичного укрепления и укрепления с частичным выторфовыванием (см. рисунки 6 б, г) , , , H = H_уг + H_сж,

- для схемы совместного укрепления в сваях (см. рисунок 6 в) , , , H = H_уг + H_св.

6.2.15 Величина осадки укрепленного грунта S_уг принимается равной величине осадки укрепляемого слоя мощностью H_уг за период не более одного месяца с момента окончания производства работ по укреплению и определяется по формуле

где P₁, P₂, P_n - вес соответственно построечной техники, "технологической платформы", проектируемой насыпи (равен весу фактически отсыпанной насыпи за период не более одного месяца с момента укрепления), т.

Расчет хода осадки во времени при проектировании по схеме полного укрепления не проводят, считая, что развитие процессов консолидации в период эксплуатации насыпи исключено.

6.2.16 Для случая частичного укрепления грунта без включения свай (см. конструктивные решения по рисункам 5 б, г) осадка S_сж по слою H_сж представляет суммарную конечную осадку грунтов естественного основания под слоем укрепления и определяется методом послойного суммирования по формуле

где e_i - модуль осадки неукрепленного грунта i-го слоя основания, находится по данным компрессионных испытаний;

h_i - толщина i-го слоя неукрепленного грунта естественного основания, м;

m - количество слоев неукрепленного грунта в пределах зоны сжатия H_сж.

При отсутствии данных компрессионных испытаний грунтов, для ориентировочных прогнозов, а также при использовании справочных значений модулей деформации неукрепленных грунтов величина S_сж может быть определена по формулам

где P - величина внешней нагрузки, т/м².

При неоднородном сложении сжимаемой толщи величина E_сж принимается равной величине средневзвешенного значения модуля деформации E_сж = E_ср, вычисленного по формуле (14).

6.2.17 Для случая частичного укрепления с устройством свай (см. конструктивное решение по рисунку 5 в) величина осадки S_сж-св, м, по слою H_св представляет осадку грунта межсвайного пространства S_г-св, м, и собственную осадку сваи S_св, м, и может быть определена по формулам

6.2.18 При прогнозе протекания осадок во времени за период достижения конечной осадки принимают время достижения требуемой степени консолидации для неукрепленных грунтов, назначаемой в зависимости от типа покрытия проезжей части и которая в момент устройства покрытия должна составлять:

- не менее 90% для покрытий капитального типа;

- не менее 80% для покрытий облегченного типа.

Величину осадки неукрепленного слоя грунта S_t, м, на момент достижения расчетной степени консолидации Q для схемы частичного укрепления определяют по формуле (43), для схемы частичного укрепления со сваями - по формуле (44)

6.2.19 Расчетную степень консолидации Q неукрепленного слоя грунта H_сж для схемы частичного укрепления (см. конструктивное решение по рисункам 5 б, г) находят по графику, представленному на рисунке 7, в зависимости от фактора времени T_v, определяемого по зависимости

где h_ф - длина пути фильтрации в вертикальном направлении, м, принимаемая равной величине сжимаемой толщи h_ф = H_сж; в случае когда на нижней границе сжимаемой толщи залегают хорошо дренирующие грунты, h_ф = H_сж/2;

t - проектное время консолидации, год;

C_v - коэффициент консолидации слабых грунтов в вертикальном направлении, м²/год; принимается по данным лабораторных испытаний; при отсутствии таких испытаний при предварительных расчетах ориентировочное его значение может быть принято по таблице И.1 СП 22.13330.2016.

В случае неоднородного сложения неукрепленной толщи грунта величина коэффициента консолидации в вертикальном направлении определяется как средневзвешенное значение в пределах зоны H_сж по зависимости

где C_v1, ..., C_vm - коэффициенты консолидации в вертикальном направлении отдельных слоев слабых грунтов в пределах зоны H_сж, м²/год.

Если время консолидации неукрепленного грунта более требуемого по проекту, необходимо назначать дополнительные мероприятия по ускорению консолидационных процессов. В данном случае конструктивным решением, ускоряющим стабилизацию слабого основания, может быть решение по схеме частичного укрепления с дополнительным устройством свай.

6.2.20 В случае применения схемы частичного укрепления со сваями (см. конструктивное решение по рисунку 5 в) при расчете хода осадки во времени величину расчетной степени консолидации массива неукрепленного грунта с включением грунтоцементных свай определяют по зависимости

где Q_vг - расчетная степень консолидации при фильтрации воды в вертикальном и горизонтальном направлениях за период времени t_vг, равный 1 мес, доли ед.;

Q_v - расчетная степень консолидации при фильтрации воды в вертикальном направлении; находится по рисунку 7 и формуле (45) за период времени t - t_vг, доли ед.

6.2.21 Расчетная степень консолидации Q_vг при фильтрации воды в вертикальном и горизонтальном направлениях за период времени t_vг, равный 1 мес, определяется по формуле

где Q_t - расчетная степень консолидации при фильтрации воды в вертикальном направлении за период времени t = t_vг = 1 мес, находится по рисунку 7 и формуле (45), доли ед.;

Q_г - расчетная степень консолидации при фильтрации воды в горизонтальном направлении, доли ед.

6.2.22 Расчетная степень консолидации в горизонтальном направлении Q_г за период не более 1 мес с момента укрепления при t = t_vг = 1 мес определяется по следующим формулам:

где T_г - фактор времени при фильтрации в горизонтальном направлении за период не более 1 мес с момента окончания производства работ t_vг = 1 мес;

F_v - параметр, зависящий от отношения зоны влияния сваи d_в к ее диаметру d_w;

d_в - зона влияния свай, м; при гексагональной сетке расположения свай d_в = 1,05·d, при квадратной сетке расположения свай d_в = 1,13·d;

C_г - коэффициент консолидации при фильтрации в горизонтальном направлении, м²/год; при отсутствии данных принимается C_г = 2·C_v;

v - коэффициент сближения свай.

7.1.1 Работы по укреплению грунта выполняются комплексом специализированной техники, включающей:

- цементовозы для подвоза вяжущего;

- автомобили-самосвалы для доставки инертных материалов (при необходимости);

- экскаватор со сменным навесным оборудованием - ковшом для распределения подвозимого инертного материала, приспособлением для выкорчевывания пней (при необходимости);

- базовую машину для укрепления грунта в массиве со смесителем и питателем (пункт 7.1.2);

- базовую машину для укрепления грунта в сваях со смесителем и питателем (при необходимости по пункту 7.1.3).

В комплекс специализированной техники при значительных объемах работ, дальности возки вяжущих материалов более 25 - 30 км целесообразно включать передвижные или типовые сборно-разборные инвентарные цементные склады.

7.1.2 При укреплении грунта в массиве (сухое смешивание) (рисунки 8, 9) в качестве базовой машины применяется, как правило, экскаватор на гусеничном ходу с гидравлическим приводом. Ковш экскаватора заменяется на смеситель, представляющий собой штангу с установленными в ее нижней части вращающимися шнеками (одним или несколькими) и форсунками для подачи вяжущего под давлением. На штангу должны быть нанесены отметки, расположенные на расстоянии не более 1 м друг от друга и предназначенные для примерной оценки глубины погружения смесителя. Питатель (предпочтительно на гусеничном ходу) обеспечивает подачу вяжущего под давлением через систему трубопроводов.

Рекомендуемые основные параметры оборудования для укрепления грунта смешиванием в массиве:

- масса базовой машины от 15 т;

- мощность на гидравлическом приводе от 80 кВт;

- выход вяжущего 100 - 400 кг/м³;

- давление подачи вяжущего от 100 кПа;

- скорость вращения шнеков 30 - 200 об/мин;

- обеспеченное расстояние подачи вяжущего питателем более 100 м;

- вместимость бака питателя более 7 м³;

- длина смесителя не менее 5 м;

- укрепляемая смесителем площадь не менее 0,7 м².

Автоматически регистрируемые с возможностью сохранения данных показатели глубинного смешивания - количество подаваемого вяжущего, скорость вращения шнеков (для каждого шнека в отдельности), давление подачи вяжущего, температура на поверхности шнеков.

7.1.3 При укреплении грунта в сваях (сухое смешивание) в качестве базовой машины применяется, как правило, передвижная буровая установка (экскаватор на гусеничном ходу) (рисунок 10 а) с устанавливаемым на ней сменным смесителем, оптимальная конструкция которого выбирается в зависимости от разновидности и состояния укрепляемого грунта (рисунки 10 б, в).

Для подачи вяжущего используется питатель (см. пункт 7.1.2), возможно его применение с установкой на буровой машине. Рекомендуемые основные параметры оборудования для укрепления грунта смешиванием в сваях:

- масса базовой машины от 15 т;

- выход вяжущего 15 - 50 кг/м (100 - 400 кг/м³);

- давление подачи вяжущего от 100 кПа;

- скорость вращения шнеков до 100 - 200 об/мин;

- глубина погружения или возврата смесителя в грунт в фазе подачи вяжущего за один оборот 0,005 - 0,03 м;

- средняя скорость погружения или возврата смесителя в грунт 0,3 - 3 м/мин;

- обеспеченное расстояние подачи вяжущего питателем (при применении отдельно от буровой машины) более 100 м;

- вместимость бака питателя более 7 м³;

- диаметр грунтовой сваи 0,5 - 1,5 м;

- длина грунтовой сваи от 15 м.

Автоматически регистрируемые с возможностью сохранения данных показатели смешивания в сваях - количество подаваемого вяжущего, скорость вращения шнеков, давление подачи вяжущего, глубина погружения смесителя в грунт.

7.2.1 Работы по технологии глубинного смешивания состоят:

- из подготовительных;

- по подготовке технологического слоя (рабочей платформы);

- по выполнению глубинного смешивания.

7.2.2 Подготовительные работы включают:

- подбор основных технических параметров технологии глубинного смешивания (вида и количества укрепляющих материалов) в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделе 5;

- выполнение опытного укрепления на конкретном объекте (при необходимости, в случае отсутствия опыта производства работ в сходных условиях), в процессе которого уточняются: возможность его проведения; конкретный тип применяемого оборудования в составе специализированного комплекса (см. подраздел 7.1), в частности наличие в толще или на поверхности слабого грунта слоев, имеющих повышенную прочность, может потребовать при их толщине свыше 0,4 - 0,5 м применения более тяжелой базовой машины, поскольку ее вес определяет в значительной степени усилие внедрения смесителя в грунт; данные инженерно-геологических исследований мощности слабого грунта по косвенным признакам (резкому изменению числа оборотов шнека смесителя, подъему температуры на поверхности шнека); полученные на основе лабораторных испытаний данные по требуемому количеству вяжущего как путем отбора кернов по истечении периода выдерживания после укрепления в течение не менее 7 сут, так и отбора проб несформировавшегося укрепленного грунта сразу после укрепления, формирования и выдерживания образцов в лабораторных условиях с испытанием (см. подраздел 5.4);

- проведение геодезических работ и работ по расчистке дорожной полосы от растительности в соответствии с требованиями СП 126.13330.2012, СП 78.13330.2012; наличие пней, любых твердых включений в пределах зоны укрепления не допускается; их устранение может осуществляться одновременно с выполнением работ по глубинному смешиванию.

7.2.3 Работы по глубинному смешиванию проводятся с рабочей платформы, обеспечивающей требуемые условия для специализированного комплекса машин с учетом низкой прочности слабых грунтов основания. Рабочая платформа создается по способу "от себя" путем укладки полотен геотекстильного материала и отсыпки на него дренирующего грунта. Рекомендуемая толщина отсыпаемого слоя (0,8 - 1,2 м) может быть увеличена, если она является составляющей нижней части насыпи. Наращивание толщины насыпи проводится последовательно по мере выполнения работ по глубинному смешиванию. Конструкция и толщина рабочей платформы могут быть уточнены расчетным путем в соответствии с рекомендациями [4].

7.2.4 Технология глубинного смешивания в массиве включает метод блочной стабилизации, который заключается в том, что перемешивание грунтов проводится последовательно от одного размеченного участка (блока) к другому (рисунок 11 а). Особенностью данной технологии является то, что грунт на участке стабилизируется сразу по всей площади и глубине блока. Мощность стабилизируемого слоя соответствует требуемой проектной глубине укрепления, но ограничивается длиной ствола смесителя (5 или 7 м при применении удлинителя). Подача сухого вяжущего осуществляется под давлением воздуха через форсунку на торце смесителя (шнека) непосредственно в грунт. Гидравлический привод позволяет менять угол наклона смесителя, что делает процесс более эффективным, а смешиваемый грунт более однородным.

Перемешивание грунта с вяжущим производится путем перемещения смесителя сверху вниз и справа налево по челночной схеме по всей площади размеченного блока до полной гомогенизации массы грунта в блоке (рисунок 11 б). В зависимости от прочности укрепляемого грунта, когда из-за его плотности горизонтальные перемещения смесителя могут быть затруднены, схема перемешивания может меняться. Смешивание выполняется вертикальным перемещением смесителя не менее чем за два цикла погружения-поднятия смесителя. В данном случае в первом цикле погружения-поднятия смесителя производится подача вяжущего, а во втором цикле - только перемешивание.

В случае когда кроме вяжущего предусмотрено применение других укрепляющих материалов, они выгружаются на поверхность слабого грунта до внесения вяжущего, а их первоначальное перемешивание осуществляется смесителем без подачи вяжущего. Такие работы рекомендуется выполнять при положительных температурах. Возможно их проведение при отрицательных температурах до -10 °C, если укрепляемый грунт находится не в мерзлом состоянии, а технические характеристики используемого оборудования позволяют производить работы при таких температурах.

7.2.5 Размер блока укрепляемого грунта зависит от технических возможностей базовой машины, он должен быть определен таким образом, чтобы количество вяжущего, приходящегося на один блок, было равно количеству вяжущего в питателе или бункере, находящемся на строительной площадке.

Ориентировочно площадь в плане одного укрепленного блока S_укр, м², может быть определена исходя из количества вяжущего по формуле

где V_цб - количество цемента, находящегося в питателе или бункере на строительной площадке, м³;

V_укр - количество вяжущего, определяемое проектом, необходимое для укрепления 1 м³ грунта, кг/м³;

h_укр - расчетная глубина укрепления массива, м.

Средняя производительность работ при смешивании грунтов по "блочной технологии" составляет 80 - 100 м³/ч.

7.2.6 При укреплении в сваях предварительно размечается их проектное положение. За счет создания давления и вращения лопастей (шнеков) смесителя происходит вертикальное его перемещение и подача вяжущего от центра сваи к периферии (обычно в фазе подъема смесителя). Средняя производительность работ в основном составляет 15 - 20 м³/ч.

7.2.7 После смешивания поверхность стабилизированного грунта перекрывается геосинтетическим материалом, поверх которого надвигается слой из песчаного или крупнообломочного грунта с высокими прочностными характеристиками. Этот слой является технологическим слоем (рабочей платформой) для оборудования при производстве дальнейших работ.

7.2.8 Работы по смешиванию рекомендуется выполнять при положительных температурах. В случае если технические характеристики применяемого оборудования позволяют проводить работы при отрицательных температурах и укрепляемый грунт находится не в мерзлом состоянии, возможно осуществление работ при температурах воздуха до -10 °C.

7.2.9 В процессе производства работ необходимы непрерывные регистрация и контроль рекомендуемых параметров работы оборудования, указанных в подразделе 7.1.

7.3.1 Состав работ по строительному контролю, порядок его проведения, форма отчетности могут быть приняты в соответствии с положениями действующих документов технического регулирования, в частности рекомендаций [5].

7.3.2 Выполняемые работы по технологии глубинного смешивания относятся к скрытым работам, контроль за их проведением имеет особенности, связанные с необходимостью скорейшего перекрытия укрепленного грунта до момента схватывания вяжущего.

Соответствие качества укрепленного грунта проектным значениям обеспечивается путем:

- проведения входного контроля качества вяжущих и геосинтетических материалов с учетом требований СП 48.13330.2011 и соответствующих стандартов;

- качественного выполнения предварительных опытно-производственных работ по укреплению на конкретном участке строительства;

- контроля технологии, последовательности и времени осуществления каждого этапа работ, включая устройство рабочей платформы на поверхности укрепленного грунта в период не более чем за 15 ч после окончания производства работ по смешиванию;

- ограничения скорости движения построечного транспорта по поверхности укрепленных грунтов в течение 7 сут после выполнения работ по укреплению, кроме транспортных средств, обеспечивающих подвоз материалов для укрепления и создания рабочей платформы;

- контроля технологических параметров укрепления (количества вяжущего, скорости вращения рабочего органа смесителя, скорости погружения и извлечения смесителя, глубины смешивания, температуры шнека смесителя). Данный вид контроля является непрерывным и, как правило, осуществляется в автоматическом режиме с обеспечением сохранения данных и их привязки к месту производства работ в системе управления и регистрации основных технологических параметров. При выполнении такого вида контроля следует руководствоваться технической документацией производителя оборудования;

- операционного контроля качества укрепленного грунта в процессе укрепления.

7.3.3 Операционный контроль качества укрепленного грунта включает контроль плотности и оценку предела прочности при сжатии по ГОСТ 12248-2010 образцов ненарушенной структуры, отбираемых из буровых скважин в соответствии с ГОСТ 12071-2014. Отбор проб рекомендуется выполнять на 28 сут после укрепления. Допускается отбор в более ранние сроки, но не менее чем через 7 сут с последующей корректировкой результатов (приведением их к результатам на 28 сут после укрепления) по зависимости

где R_сt и R_с28 - предел прочности образцов укрепленного грунта на одноосное сжатие соответственно через время t и 28 сут, кПа.

Качество образцов укрепленного грунта считается обеспеченным, если не более 10% исследуемых образцов имеют 5%-ное отклонение прочности (в меньшую сторону) от требуемого проектного значения.

7.3.4 Отбор проб укрепленного грунта при операционном контроле проводят не реже чем через 200 м в трех точках по поперечнику площадки укрепления (по оси, на расстоянии 1 - 1,5 м от кромки укрепления) с глубины 0,5 м от поверхности слоя, в его середине и на глубине 0,5 м от подошвы слоя укрепленного грунта.

7.3.5 При операционном контроле качества укрепленного грунта допускается отбор части образцов (не более 50% по каждому из поперечников) выполнять непосредственно после укрепления с последующим их формированием в лабораторных условиях. Формирование образцов в данном случае включает следующие виды работ: помещение образцов укрепленного грунта в жесткую обойму, прикладывание к поверхности образца на 30 мин пригруза величиной 20 кПа, последующее выдерживание без пригруза в эксикаторе в течение 28 сут. Можно выдерживать образцы в течение меньшего времени, но не менее 7 сут, с последующей корректировкой данных по формуле (54).

7.3.6 При контроле качества допускается применение статического и динамического зондирования в соответствии с ГОСТ 19912-2012 при обеспечении указанных объемов контроля и сроков выдерживания укрепленных грунтов.

7.3.7 При укреплении в сваях в сочетании с укреплением в массиве допускается использовать те же методы контроля (испытаниям подвергаются не менее 5% свай от их общего количества).

7.4.1 Укрепляющие материалы, а также обработанные и укрепленные ими грунты должны быть нетоксичны, экологически безопасны, не горючи. Суммарная удельная эффективная активность естественных радионуклидов укрепленных грунтов по ГОСТ 30108-94 не должна превышать 740 Бк/кг, что не ограничивает область их использования в соответствии с нормами [6] (нормируемая величина - до 760 Бк/кг).

7.4.2 При проведении работ следует руководствоваться требованиями норм [7], правилами охраны труда [8], правилами техники безопасности, изложенными в инструкциях по эксплуатации соответствующих установок и машин, а также требованиями СП 2.2.2.1327-03, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.3.005-75.

7.4.3 Следует регулярно (не менее двух раз в рабочую смену) осматривать находящиеся под давлением емкости для выявления их дефектов или повреждений, которые могут повлечь за собой нарушение безопасности.

7.4.4 К работе по укреплению грунтов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие обучение безопасным приемам работы, сдавшие экзамены на право самостоятельной работы и не имеющие медицинских противопоказаний в соответствии с действующими нормативными документами Минздрава России.

7.4.5 Состав и объем защитных мер и применяемого оборудования, методы, средства, объем и порядок организации контроля определяют при согласовании технологии производства работ и проекта охраны окружающей среды с органами Роспотребнадзора (Госсанэпиднадзора).

7.4.6 При укреплении грунтов могут образовываться твердые отходы. Порядок накопления, транспортирования, обезвреживания, захоронения или утилизации твердых отходов устанавливается в соответствии с требованиями норм [9] и временных правил [10].

7.4.7 Риск работ, с позиций требований безопасности, может быть связан с поднятием поверхности почвы, происходящим в результате введения в грунт сжатого воздуха или раствора, и которое, как правило, не превышает 10 см. Поднятие поверхности почв высотой до 75 см может происходить при смешивании грунта в сваях за счет высоких давлений, особенно в случае, когда отношение площади обрабатываемого участка к площади укрепленного грунта более 50%. Данное явление необходимо учитывать при производстве работ в непосредственной близости от конструкций, чувствительных к деформациям.

7.4.8 В целях охраны окружающей среды при производстве и применении вяжущих должны выполняться санитарно-эпидемиологические требования норм [11]. Необходимо проводить мероприятия по контролю воздействия укрепления грунта на окружающую среду. В случае его контакта с грунтовыми водами при производстве работ, связанных с укреплением грунта, следует выполнять испытания с целью оценки загрязняющего эффекта при выщелачивании данного материала в соответствии с положениями ГОСТ Р 52126-2003. При осуществлении работ на участках распространения болот необходимо принимать во внимание положения подраздела 12.16 СП 34.13330.2012 в части охраны окружающей среды.