Стабилизация грунта строительство дорог
Технология укрепления грунта
Сегодня поговорим о такой теме, как строительство дорог с применением стабилизирующих технологий при обработке грунта. На самом деле, тема может показаться легкой, однако существуют определенные нормы и правила при возведении даже относительно небольших участков и дорог не только общего пользования, а, к примеру, внутри дворовых. Основной тезис заключается в правильном понимании того, какой должна быть технология укрепления грунта и его стабилизации.
Строительство дорог по технологии стабилизации грунта
Впервые подобная технология была испытана и внедрена ещё в начале 80-х годов в Америке, затем нашла своих поклонников в Европе, в том числе в России. Как и ранее, стабилизация грунта или точней основания (подушки) является оптимальным и с одной стороны выгодным шагом, позволяющим в определенной местности и в некоторых случаях обустроить дорожной полотно без использования таких привычных материалов как асфальт или бетон.
Подобная методика характерна не только при строительстве грунтовых дорог, но при реконструкциях насыпей под Ж/Д линии, при строительство асфальтовых или бетонных дорог. Кроме того, широкое применения технология нашла при устройстве искусственных водоемов, где требуется уплотнение почвы.
Стабилизаторы, используемые при данной технологии, позволяют использовать местный материал, к примеру, глину, песок для устройства основания под дорогу. Это выгодно с экономической точки, да и в тяжелых условиях строительства, где нет стабильного подвоза классических строительных средства, использование подобных местных стабилизаторов и материалов вполне обосновано.
Укрепление и стабилизация грунтов
Под укреплением и стабилизацией почвы понимают один из способов, используемых строителями при повышении износостойкости и прочности дорожного полотна, увеличениях сроков использования, а также необходимости сокращения расходов на строительство. По подсчетам специалистов, подобная технология позволяет сэкономить где-то в 1,5 раза на затраты для традиционных материалов.
Кроме того, укрепление грунтов гарантирует сокращение объёмов привозимого грунта для формирования той же дорожной одежды.
Вы должны понимать, как и любой процесс подобная технология включает некоторые этапы. Прежде, чем рассмотрим этапность работы, хотелось бы напомнить, что стабилизация грунта обязательно включает в себя использование специальных минеральных добавок, в том числе цемента. Они позволяют повысить показатели прочности, а также значительно увеличить устойчивость к образованию в будущем трещин или ям.
Что касается самого процесса, то подразумеваются следующие этапы:
- Определение характеристик грунта, предварительное исследование.
- Подготовка и разработка специального состава для стабилизации.
- Выемка лишнего объёма грунтов.
- Обустройство определенных уровней почвы и оснований, в которых будет достаточно минеральных примесей.
- Уплотнение по средство динамики и статики.
- Произведение контроля за проводимыми работами.
Технология укрепления грунтов укрепляющими растворами
В мире существует огромный арсенал средств, различных химических реагентов, позволяющих закреплять грунт на достаточно продолжительный период. К преимуществам подобного метода можно причислить:
- высокий уровень механизации для проведения всех операций;
- гарантия упрочнения грунта до заданных параметров согласно проектов;
- небольшая трудоемкость;
- сокращение ручного труда.
Относительно недавно была разработана технология под названием газовая силикатизация. Под ней понимается применение в качестве укрепления грунта углекислого газа и раствора жидкого стекла.
По технологии изначально необходимо «накачать» почву углекислым газом под давлением в пределах 0.2 МПа. Это позволяет активировать минеральные частицы грунта. Затем вводят раствор жидкого стекла с начальной плотностью в пределах от 1.19 до 1.30 г. на см3.
Помимо выше указанной технологии был разработан метод электросиликатизации, во время которого при нагнетании в грунт гелеобрзующих смесей на основе силиката и натрия подается напряжение. Потребление электричества зачастую составляет до 30 кВт на 1 м3. Что касается потребления растворов, то он абсолютно такой же, как и в случае газосиликатиции.
Технология стабилизации грунта
Суть подобной технологии заключается во введении в почву необходимых добавок (минеральных), позволяющих повысить механические свойства. При этом грунт значительно измельчается и смешивается с необходимыми минеральными компонентами для последующего уплотнения. При этом ещё на момент проектирования разрабатывается и определяется необходимый состав компонентов.
После тщательного смешивания измельченных материалов со связующими частицами получается настоящая плита, словно монолит, как раз и образующая необходимое дорожное основание.
К конкретным преимуществам подобной технологии можно отнести:
- сокращение стоимости работ;
- сокращение времени на работу;
- обеспечение высокой эксплуатационной устойчивости.
Плюсы технологии
Технология укрепления и стабилизации почвы, как уже выяснили, достаточно популярна не только в нашей стране, но за рубежом. Самое интересное, что по правилам при использовании подобной технологии проводить обустройство дорожных покрытий можно даже в зимний период. Поэтому никакие климатические условия не могут стать проблемой и преградой. Но нужно понимать, что для этого необходимо полное соответствие работам и используемым компонентам.
В целом, можно выделить следующие группы преимуществ:
- Препятствие при попадании влаги на основание, соответственно высокая устойчивость к эрозии, размоканию и морозостойкости. Единственное исключение в невозможности справится с морозным пучением грунта.
- Повышенный, так называемый модуль упругости, сдвигоустойчивости, соответственно снижается эластичность. Вместе с этим гарантируется возможность снижения слоя асфальтобетона вплоть до 50%, исключается просадка, образование колей, а также исключается появление трещин.
- Используется материал, в частности, грунт, находящийся уже непосредственно на строительной площадке, в редких случаях привозной. Соответственно экономим на привозных материалах и на затратах для транспортировки.
Часто встречающиеся ошибки
К распространенным ошибкам можно отнести:
- Использование устаревшей либо не соответствующей техники.
- Использование грунта с недостаточной влажностью либо, наоборот, слишком переувлажненного грунта.
- Отсутствие контроля при проведении работ по уплотнению слоев.
- Неправильная концентрация смеси, то есть малое или большое содержание вяжущих элементов.
По итогу хотелось бы выделить следующее, что при подготовке любого объекта и производимых работах, используя технологию стабилизации и укрепления, важно подходить ответственно к проведению в целом работ. Уделять внимание проектированию, инженерно техническому и лабораторному анализу. Без грамотного контроля по составу смеси конечный результат, как экономическая эффективность, будет утерян.
| Подбор оптимального состава смеси для придания грунту необходимых физико-механических свойств | Лабораторный анализ образцов грунта:
!критически важно подобрать правильный состав! | |
| Практика показывает, что инженерный проект будущей дороги необходимо скорректировать после лабораторного анализа грунта и подбора рецептуры смеси. | ||
| Подготовка участка для работы |
| |
| Предварительное продольное и поперечное профилирование задает основу для качественной реализации проекта и увеличивает срок службы дорожного основания за счет стока воды. Часто встречаются дороги, где не проводился данный этап, их можно узнать по ровному асфальту, езда по которому похожа на заплыв на моторной лодке по волнам. | ||
!критически важно добиться оптимальной влажности грунта! | ||
| Подавляющее большинство подрядчиков понятия не имеют, что такое оптимальная влажность грунта и зачем (как) ее соблюдать. Практика показывает, что несоблюдение оптимальной влажности ведет к некачественному протеканию реакции и слабому укреплению грунта. и, как следствие, преждевременное разрушение дорожного основания. | ||
| Введение вяжущего |
!критически важно добиться внесения корректного количества вяжущих! | |
| Использование распределителя с дозатором обеспечивает равномерное и корректное внесение, что является гарантом соблюдения рецептуры уплотняемой смеси. В своей практике мы встречали различные «фокусы» от мешков цемента, лежащих на земле до распыления прямо из трубы цементовоза. Ни о какой рецептуре и равномерном внесении тут речи не идет. | ||
| Смешивание грунта |
критически важно добиться равномерного перемешивания вяжущих! | |
| На данном этапе крайне важно провести замер кислотности грунта, процента влажности, температуры протекания реакции и взять образцы для промежуточного лабораторного испытания. | ||
| Уплотнение получившегося дорожного основания |
!критически важно добиться качественного уплотнения! | |
| Из-за особенностей технологии неопытные подрядчики допускают следующие ошибки: - недоуплотнение на всю глубину из-за неправильного подбора комплекта катков и режима работы - разуплотнение из-за истечения времени схватывания или слишком большого количества проходов | ||
| Профилирование и финальное уплотнение |
!критически важно выдержать градус уклона для последующего влагоотвода! | |
| Измерение качества получившегося дорожного основания |
!критически важно осуществить замер качества дорожного основания перед продолжением работы! | |
| Замер модуля упругости позволяет убедиться в качестве проделанных работ. Отсутствие замеров на всех этапах приводит к риску производственного брака. | ||
| Укладка слоя износа | Стандартная процедура |
Технология стабилизации грунта при строительстве дорог
Работы по стабилизации грунта начинаются с лабораторного подбора вяжущих. Площадка должна быть предварительно выровнена, растительный слой почвы удален.
Перед ресайклером на площадку выходит распределитель цемента, который в соответствии с заданной рецептурой рассыпает по поверхности заданное количество вяжущего. К ресайклеру подсоединяется водовоз из которого в смесительную камеру ресайклера поступает вода, количество которой автоматически дозируется для получения определенной влажности. После прохода ресайклера увлажненный грунт, перемешанный со стабилизатором, уплотняется катками, а затем поверхность профилируется грейдером и окончательно уплотняется. Технологический процесс от распределения цемента до окончателного уплотнения непрерывен. По окончании работ стабилизированный грунт подвергается лабораторным испытаниям.
В результате проделанных операций верхний слой грунта превращается в монолитную плиту с повышенной прочностью, несущей способностью, устойчивостью к статическим и динамическим нагрузкам, а также сопротивлением размыву и просадкам. Такое основание во многих случаях позволяет полностью отказаться от использования песка и щебня.
ОДМ 218.3.076-2016 Методические рекомендации по подбору стабилизаторов грунтов и грунтовых смесей для дорожного строительства, ОДМ от 04 апреля 2017 года №218.3.076-2016,
ОДМ 218.3.076-2016
1. Область применения
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) предназначен для дорожных строительных организаций, предприятий - изготовителей стабилизаторов грунтов, проектных и научно-исследовательских организаций строительного комплекса, образовательных учреждений, а также других заинтересованных лиц. ОДМ распространяется на грунты и грунтовые смеси, обработанные по технологии стабилизации, комплексной стабилизации, комплексного укрепления грунтов для дорожного строительства
2. Нормативные ссылки.
В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 125-79. Вяжущие гипсовые. Технические условия.
ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства.
ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительства.
ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 10060-2012. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения морозостойкости.
ГОСТ 10180-2012. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
ГОСТ 12071-2014. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
ГОСТ 12536-2014. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.
ГОСТ 23161-2012. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности.
ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.
ГОСТ 12248-2010. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
ГОСТ 25100-2012*. Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация.
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 25100-2011. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 25584-90. Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации.
ГОСТ 8269.1-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа.
ГОСТ 26262-2014. Грунты. Методы полевого определения глубины сезонного оттаивания.
ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки.
ГОСТ 30416-2012. Межгосударственный стандарт. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.
3. Термины и определения.
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями, учитывающие ГОСТ 29213-91 (ИСО 896-77) и соответствующие требованиям рекомендаций [1-5]*.
________________
* Поз.[5]-[27] См. раздел Библиография. - Примечание изготовителя базы данных.
3.1. Термины и определения, относящиеся к элементам дорожной конструкции
3.1.1 Дорожная конструкция: Многослойная система, состоящая из дорожной одежды и земляного полотна под дорожной одеждой.
3.1.2 Дорожная одежда: Искусственная конструкция в пределах проезжей части автомобильной дороги, состоящая из дорожного покрытия и слоев основания (одного или нескольких) воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов, обеспечивающая передачу возникающих усилий на грунт земляного полотна.
3.1.3 Дополнительные слои основания (морозозащитные, теплоизоляционные, дренирующие и др.): Слои между основанием и подстилающим грунтом на участках с неблагоприятными погодно климатическими и грунтово-гидрологическими условиями.
3.1.4 Земляное полотно: Дорожное сооружение, служащее основанием для размещения конструктивных слоев дорожной одежды и других элементов дороги, строится в виде насыпей или выемок, а на косогорах - в виде полунасыпи - полувыемки и к земляному полотну относятся связанные с ним водоотводные сооружения: кюветы, канавы, резервы, дренажные устройства, а ширина земляного полотна - расстояние между бровками - нормируется в зависимости от категории дорог.
3.1.5 Насыпь: Геотехническое сооружение, имеющее заданный поперечный профиль, устраиваемое из природных или техногенных грунтов путем их послойной отсыпки и уплотнения до требуемой степени плотности различными способами.
3.1.6 Основание: Несущая прочная часть одежды, обеспечивающая совместно, с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои или грунт земляного полотна (подстилающий грунт).
3.1.7 Основание из укрепленных грунтов: Конструктивный нижний слой дорожной одежды, устроенный из грунтов, обработанный органическими или неорганическими вяжущими в присутствии различных добавок или без них с помощью грунтосмесительной техники или в стационарной установке с вывозом смеси на дорогу и уплотненный, устраивается под усовершенствованные покрытия, а на дорогах IV и V категорий.
3.1.8 Покрытие: Верхняя часть одежды, воспринимающая усилия от колес автотранспортных средств и подвергающиеся непосредственному воздействию атмосферных факторов. Может устраиваться из укрепленных грунтов при строительстве местных и внутрихозяйственных дорог с защитным слоем износа.
3.1.9 Рабочий слой: Верхняя часть земляного полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части.
3.1.10 Стабильные грунты и слои насыпи: Слои, отсыпанные из сыпучих (или сыпучемерзлых), а также талых связных непучинистых грунтов, плотность которых в насыпи соответствует нормам.
3.2 Термины и определения, относящиеся к материалам (стабилизаторам и грунтам)
3.2.1 Анионные (анионактивные) ПАВ: ПАВ, которые в водных щелочных растворах диссоциируют с образованием отрицательно заряженного иона (аниона), применяются в качестве стабилизаторов при обработке грунтов. ПАВ, состоящие из гидрофильной части (содержат карбоксильные, сульфонатные, сульфатные или фосфатные группы) и гидрофобной части (алкильные или алкиларильные группы, содержащие в гидрофобной цепи 12-18 атомов углерода).
3.2.2 Амфолитные (амфотерные) ПАВ: ПАВ, которые в водных растворах в зависимости от среды проявляют разные свойства: в кислой - катионные, в щелочной - анионные, являются универсальными стабилизаторами при обработке грунтов.
3.2.3 Вяжущее вещество (материал): Активная добавка, вступающая в химическую реакцию с грунтом и/или грунтовыми водами и образующее с грунтом новые структурные связи.
3.2.4 Вяжущее вещество цементного типа: Цемент, известь, гипс, печной шлак, зольная пыль, торфяная зола, кремнеземная пыль и иные материалы, используемые для химического укрепления грунтов.
3.2.5 Грунт: Горные породы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
3.2.6 Грунт органического происхождения: Грунт, содержащий органические вещества.
3.2.7 Грунт земляного полотна: Естественный или техногенный грунт, уплотненный до требуемой степени плотности и служащий основанием для конструкции дорожной одежды.
3.2.8 Диспергаторы: Поверхностно-активные вещества, активные на границе двух несмешивающихся жидкостей или на твердых поверхностях раздела, не образующие структур ни в объеме, ни в поверхностных слоях.
3.2.9 Ионогенные поверхностно-активные вещества: ПАВ, которые при растворении в воде диссоциируют на ионы-анионы или катионы (в зависимости от того, какими ионами обусловлена поверхностная активность вещества), применяется для обработки грунтов в дорожном строительстве.
3.2.10 Катионактивные ПАВ: ПАВ, которые при диссоциации в кислых растворах образуют положительно заряженные ионы - катионы, используются в качестве стабилизаторов при обработке грунтов. ПАВ, содержащие атом азота, несущий положительный заряд, т.е. это амины или четвертичные аммониевые соединения, четвертичные аммониевые соединения нечувствительны к изменению рН.
3.2.11 Микроэмульсии: Смеси масла, воды и ПАВ, состоят из отдельных агрегатов, разделенных монослоем ПАВ, это термодинамически устойчивые системы, размеры агрегатов составляют ~10 нм, образуются при высокой концентрации ПАВ, межфазные пленки "масло"- вода могут иметь большую кривизну.
3.2.12 Минеральные добавки: Высокодисперсные материалы, природного или искусственного происхождения, содержащие в своем составе минералы.
3.2.13 Неионогенные (неионные): ПАВ, которые в водных растворах не образуют ионов, но растворимость их обусловлена наличием функциональных групп, имеющих сродство к воде; ПАВ, содержащие в качестве полярных групп полиэфирные, либо полигидроксильные фрагменты.
3.2.14 Поверхностно-активные вещества (ПАВы): Химические соединения или полимерные добавки, которые адсорбируются на поверхностях раздела жидкостей (например, воды) и влияют на их физико-химические или химические свойства, применяются в дорожном или аэродромном строительстве.
3.2.15 Связный грунт: Грунт, сохраняющий вязкость в процессе изменения его формы и характеризуемый тем или иным числом пластичности более 1.
3.2.16 Стабилизаторы: Многокомпонентные системы, включающие в своем составе, в основном, поверхностно-активные вещества как ионогенного типа, так и неионогенного и обладающие свойствами гидрофобизаторов, суперпластификаторов, полимеров, применяемые в строительстве для обработки грунтов с целью изменения их водно-физических свойств.
3.2.17 Стабилизаторы структурированные: То же, что и стабилизаторы, но содержащие в своем составе вяжущие (до 2%, более 2%), для ускорения взаимодействия ПАВ с грунтом, применяются для изменения водно-физических и физико-механических свойств грунтов.
3.2.18 Стабилизаторы наноструктурные: Стабилизаторы катионактивные, анионактивные, универсальные, включающие в своем составе добавки с наночастицами (природные - песчаные или грунтовые порошки, искусственные порошковые смеси).
3.2.19 Стабилизаторы универсальные: стабилизаторы амфолитные по п.3.2.2.
3.2.20 Эмульсии: Это дисперсии одной жидкости в другой; при этом эти две жидкости не смешиваются друг с другом, капли жидкости в эмульсии образуют дисперсную фазу, а окружающая их жидкость - дисперсионную среду. Эмульсии делят на два основных типа: "масло" в воде и вода в "масле". "Масло" подразумевает органическую фазу. Эмульсии неустойчивы и во времени расслаиваются, размеры капель эмульсии относительно большие: 110 мкм. Они стабилизируются умеренным количеством ПАВ (56% в расчете на водную фазу), кривизна межфазной поверхности "масло"-вода небольшая.
3.2.21 Эмульгаторы: ПАВ (поверхностно-активные вещества), понижающие межфазное натяжение до низких значений и быстро диффундирующие ко вновь возникающей межфазной поверхности, т.к. только при условии образования монослоя ПАВ она будет устойчива к коалесценции (примеры: алкилсульфаты, алкилсульфонаты, соли жирных кислот, лецитин и др.).
3.3 Термины и определения, относящиеся к свойствам, явлениям, характеристикам и технологическим процессам.
3.3.1 Адсорбция ПАВ на межфазных границах: Движущей силой адсорбции ПАВ на поверхностях и на межфазных границах является снижение свободной энергии границы раздела, стремление ПАВ концентрироваться на межфазных границах является их фундаментальным свойством. Чем сильней эта способность, тем выше эффективность ПАВ. Степень концентрирования ПАВ на поверхности зависит от их строения и природы контактирующих ПАВ. Эффективное ПАВ должно иметь низкую растворимость в жидких фазах. ПАВ, нерастворимые в воде и в неполярных жидкостях, локализуются на межфазных границах и очень эффективно снижают межфазное натяжение.
3.3.2 Гидроизоляция: Предотвращение или ограничение перемещения жидкостей.
3.3.3 Гранулометрический состав: Количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.
3.3.4 Динамическое поверхностное натяжение: Это изменение поверхностного натяжения до момента достижения равновесия, при равновесии компонент с более низким поверхностным натяжением адсорбируется на поверхности, а поверхностное натяжение раствора понижается.
3.3.5 Дренирование: Сбор и перенос осадков, грунтовой воды и других жидкостей в плоскости материала.
3.3.6 Капиллярное водонасыщение: Процесс поглощения воды грунтом при уровне воды не более 3 мм от низа грунта. Определение капиллярного водонасыщения проводят в ванне с гидравлическим затвором в течение 3 суток. За величину капиллярного водонасыщения принимают количество воды, поглощенное образцом, выраженнное в % первоначального объема образца.
3.3.7 Коэффициент водонасыщения S: Степень заполнения объема пор водой, , где w - природная влажность грунта; e - коэффициент пористости; p - плотность частиц грунта; p - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см.
3.3.8 Степень гидрофобизации грунта, обработанного стабилизатором: Показатель, характеризующий гидрофобность грунта, численно равный отношению влажности обработанного грунта к влажности исходного грунта на пределе текучести, где - влажность грунта в % , а W - влажность на границе текучести гидрофобизированного (обработанного стабилизатором) грунта ;
W- влажность на пределе текучести исходного грунта.
3.3.9 Межфазное натяжение: Это свободная поверхностная энергия (по (поверхностное натяжение) на границе двух несмешивающихся или частично смешивающихся жидкостей, причина несмешиваемости обычно заключается в большой разнице сил когезии, действующих между молекулами каждой жидкости, поэтому на межфазной поверхности возникает нескомпенсированная сила.
3.3.10 Межфазная граница: Граница между двумя несмешивающимися фазами. Существует 5 различных межфазных границ: твердое тело - воздух, твердое тело - жидкость, твердое тело - твердое тело, жидкость - воздух, жидкость - жидкость. Способность ПАВ концентрироваться на межфазных границах является их фундаментальным свойством.
3.3.11 Морозостойкость: Способность материалов выдерживать многократное попеременное охлаждение до температур ниже 0°C и оттаивание без признаков разрушения или значительного снижения прочности (ГОСТ 10060.0).
3.3.12 Поверхностное натяжение: Является следствием сил когезии в жидкости, т.е. оно связано с силами притяжения между молекулами, по природе это дисперсионные, диполь-дипольные и индукционные взаимодействия, а также водородные связи; поверхностное натяжение жидкостей эквивалентно свободной поверхностной энергии, и его можно выражать в единицах энергии эрг/см или мДж/м.
3.3.13 Предел прочности грунта на одноосное сжатие, R, МПа: Отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.
3.3.14 Стабилизация грунтов: Технологический процесс получения материалов на основе грунтов и стабилизаторов, обеспечивающий изменение водно-физических свойств грунтов (снижение оптимальной влажности, повышение плотности, уменьшение пучинообразования и т.п.) с осуществлением производства работ как на дороге, так и в смесительных установках с последующим уплотнением при оптимальной влажности.
3.3.15 Степень засоленности грунта: Характеристика, определяющая количество воднорастворимых солей в грунте (в основном, хлоридов и сульфатов) %.
3.3.16 Степень водопроницаемости: Характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации К, м/сут.
3.3.17 Размокаемость грунта: Способность грунта терять в воде связность и характеризуется временем и характером размокания.
3.3.18 Пучинистость: Местное поднятие поверхности грунта, дорожного покрытия, вызванное увеличением объема пучинистых грунтов при их промерзании.
3.3.19 Набухание грунта: Процесс увеличения объема грунта, сопровождаемый развитием давления при взаимодействии с водой или растворами. Величину набухания образцов определяют по приращению объема образца после полного водонасыщения его водой, выраженному в % о* отношению к первоначальному его объему.
__________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
3.3.20 Степень морозной пучинистости грунта: Характеристика пучинистости грунта при промерзании, оценивается относительной деформацией морозного пучения, которая определяется по специальной методике.
3.3.21 Структура грунта: Пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
3.3.22 Укрепление грунтов и других местных материалов: Совокупность мероприятий (внесение вяжущих и других веществ, последовательное выполнение всех предусмотренных технологических операций), обеспечивающих в конечном итоге коренное изменение структуры и свойств укрепляемых материалов с приданием им требуемой прочности, водо- и морозостойкости, осуществляется в дорожном и аэродромном строительстве.
3.3.23 Фильтрация: Пропускание жидкости в структуру материала или сквозь нее с одновременным сдерживанием грунтовых и подобных им частиц.
3.3.24 Число пластичности I: Разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W и на границе раскатывания W.
4. Классификация грунтов по степени их пригодности для различных видов стабилизации и комплексного укрепления грунтов.
Грунты, обработанные стабилизаторами, следует подразделять на грунты: стабилизированные, комплексно стабилизированные и комплексно укрепленные - рисунки 1, 2 (Приложение) [3]. Стабилизированные грунты получают по технологии перемешивания грунтов при оптимальной влажности с малыми дозами стабилизаторов-активных добавок, не являющимися вяжущими. Комплексно стабилизированные грунты получают по той же технологии, но с использованием, помимо добавок стабилизаторов, еще и до 2% вяжущих (органических или минеральных). И наконец, комплексно укрепленные грунты отличаются от комплексно стабилизированных содержанием вяжущих более 2%.
4.2 Все разновидности грунтов и стабилизаторы, используемые для их обработки, по своим химическим свойствам должны быть совместимы вне зависимости от вида этой обработки и элемента дорожной конструкции, где данный грунт предполагается использовать. Общие условия химической совместимости грунтов и стабилизаторов следует определять по дорожной классификации стабилизаторов (Приложение, рис.2) [2].
4.3 После определения вида грунта и выбора совместимой с ним группы стабилизаторов по их виду (катионные, анионные или универсальные), следует дополнительно, провести лабораторные исследования, связанные с тем, что при том или ином виде химической активности реальный грунт может иметь различный гранулометрический состав, а главное, содержать различное количество тонко-дисперсной части (пылеватые и глинистые частицы) и других составляющих своей структуры.
4.4 Выполненные исследования показывают, что на эффективность стабилизированных и комплексно укрепленных грунтов, в конечном счете, оказывают следующие показатели естественных грунтов:
- содержание глинистых частиц, %;
- содержание песчаных частиц, %;
- число пластичности;
- водородный показатель, рН;
- содержание гумусовых веществ, %;
- содержание гипса, %;
- содержание легкорастворимых солей: хлоридов и сульфатов, %;
- емкость обмена, мг-экв. на 100 г грунта.
4.5 Следует учитывать, что степень пригодности естественных грунтов для их стабилизации и укрепления, оцениваемая с позиций использования их с максимальной функциональной эффективностью в том или ином элементе дорожной конструкции, зависит от взаимного, наиболее благоприятного, количественного сочетания указанных в п.4.4 показателей.
4.6 Рекомендуемые параметры этих величин, а также степень пригодности грунтов к способу их обработки (стабилизации, комплексной стабилизации и комплексного укрепления) приведены в таблице 1.
4.7 Данные требования позволяют, не выполняя специальных лабораторных работ, произвести более полно, а следовательно и более обоснованно, предварительный отбор и оценку грунтов на предмет целесообразности их обработки стабилизаторами и вяжущими. Причем, по критериям, которые являются основополагающими как при выборе видов природных грунтов, так при определении их свойств для практического применения в различных дорожных конструкциях.
Таблица 1
| N п/п | Наименование показателей грунтов | Виды обработки грунта, степень их пригодности | |||||
| Стабилизация грунтов | Комплексная стабилизация грунтов | Комплексное укрепление грунтов | |||||
| Наибо- | При- | Наибо- | При- | Наибо- | При- | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. | Содержание глинистых частиц, % ГОСТ 25100 | 3-12 | 12-15 | 3-15 | 12-25 | 3-25 | |
Технология укрепления грунта. Стабилизация дороги комплексным вяжущим.
Преимущества технологии стабилизации грунтов
- - Позволяет использовать (кроме органического) весь местный грунт без выемки и последующей замены обеспечивает применение существующих на объекте грунтов в качестве материалов для строительства.
- - Увеличивает срок службы конструкций.
- - Исключает просадку оснований.
- - Перераспределяет нагрузки и гасит колебания от движения транспорта.
- - Исключает проникновение влаги в конструкции.
- - Улучшает морозостойкость всей конструкции.
- - Увеличивает несущую способность.
- - Уменьшает количество применяемых материалов.
- - Сокращает транспортные перевозки в соотношении: ( 1-машина с вяжущими материалами против 20-ти вывозящих грунт и, соответственно, 20-ти привозящих ему замену) итого - 1:40.
- - Стабилизация грунтов гарантированно уменьшает сроки строительства.
- - Обеспечивает экономию средств и эффективность строительства.
Применение в России технологии стабилизации
- - В России в основном преобладают влажные грунты с содержанием глины.
- - По классической технологии строительства в большинстве случаев грунты признаются неподходящими для строительства и подлежат выемке, утилизации и замене на другой тип эта операция занимает много времени и стоит дорого.
- - В основном заменяются влажные грунты, содержащие в той или иной степени глину на различные пески и другие дренирующие не связанные грунты, которые под воздействием влаги стремятся к размыванию и усадкам.
- - Грунт в связанном состоянии является хорошим и прочным строительным материалом по характеристикам способным выдерживать большие нагрузки, имеет низкую теплопроводность что важно в холодном климате и также является хорошим гидроизолирующим материалом.
Этапы проведения работ по укреплению грунтов
Будущее основание площадок
|
- Часть грунтов подвергалась осушению химическими составами. - Изменялись свойства и гранулометрический состав. - Производилась стабилизация грунта основания на глубину 35 см. - На полученное основание снова распределялся грунт и добавлялись в определённой пропорции песок, щебень и отсев. Всё перемешивалось на месте ресайклером с добавлением вяжущих. |
Строительство стабилизированного основания площадок с полным использованием местного грунта
|
По стабилизированному слою основания 35см выполняется следующий слой 27 см смешением на месте получаемый материал близок к тощему бетону В-7,5 М100, приготовленного на площадках. При выполнении данного слоя на несколько сантиметров захватывается нижний это необходимо для консолидации конструктивных слоев и формирования монолитной конструкции основания. |
Укладка асфальта на основание выполненное методом стабилизации
Состояние грунтов внутри складских комплексов до процесса стабилизации комплексным вяжущим
Стабилизация цементом основания полов
Полы на складе после стабилизации цементом
|
Несущая способность и ровность стабилизированного основания для бетонных полов - соответствуют проекту склада класса А+ - Модуль 120 МПа; - ровность +/- 1 см; - можно принимать бетон; - нужно отметить, что в данной технологии не используется традиционное двойное армирование и большой слой бетона толщиной 30 см
Достаточно 20 см бетона с дисперсным армированием фиброй и - ВСЕ!!! Нагрузка на пол 12 т на 150Х150мм при 9 ярусном стеллаже |
После семи лет эксплуатации...
Строительство временных и технологических дорог в Калужской области при строительстве автозавода «Пежо - ситроен»
|
Дорога 4 км построена за два дня по зеленому полю Экономичность: - Сокращение потребности в транспорте в - Сокращение потребности в Нерудных Строительных Материалах
Сокращение сроков строительства: - Специализированный комплекс обрабатывает в течение рабочего дня
Надежность: - Опыт показывает, что стабилизация комплексным вяжущим обеспечивает модуль упругости на поверхности от 100 до 500 МПа и более, что превышает предельные характеристики традиционных методов.
|
Проведение работ по регенерации и стабилизации при ремонте автомобильной дороги - 2008 год
Так выглядит эта дорога осенью 2013 года
|
По технологии стабилизации известью в Балаково за два месяца 2010 года построены временные площадки и дороги:
Комплекс специализированной техники, используемой при укреплении грунтов
Для стабилизации грунта комплексным вяжущим, цементом или известью требуется следующая техника:
|
Документы, регламентирующие применение метода стабилизации(укрепления) грунтов и регенерации
Государственные стандарты
- - ГОСТ 12801-98 - «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».
- - ГОСТ 18659-81- «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия».
- - ГОСТ 23558-94 – «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
- - ГОСТ 30491-97 – «Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия».
- - ГОСТ Р 52128-2003 – «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия».
- - ГОСТ Р 52129-2003 - «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия».
Строительные нормы и правила
- - СНиП 3.06.03-85 - Автомобильные дороги.
- - СНиП 32-03-96 - Аэродромы.
- - Пособие к СНиП 3.06.03 – 85 - Пособие по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов.
Вернуться к списку технологий качественной укладки асфальтобетона
Стабилизация грунтов в дорожном строительстве
Стабилизация грунта представляет собой повышение его несущей способности путём введения различных стабилизирующих добавок. Этот метод находит всё более широкое применение в дорожном строительстве.
Стабилизация может использоваться для грунтов, непригодных для дорожного строительства, но залегающих непосредственно в месте проведения работ.
Также грунты, стабилизированные добавками, применяются в качестве оснований при строительстве дорог III – IV технических категорий и в качестве покрытий для дорог IV – V категорий. Данный способ позволяет существенно удешевить строительство:
- широко используются местные строительные материалы;
- отпадает необходимость в доставке привозного грунта, песка и щебня;
- не нужно вывозить местный непригодный грунт;
- в качестве добавок могут быть использованы промышленные отходы, благодаря чему решается вопрос с их хранением и утилизацией.
Характер и количество вводимой стабилизирующей добавки зависит от типа грунта и предварительно подбирается в лаборатории. В качестве добавок чаще всего используются цемент, известь, органические вяжущие (битум или битумная эмульсия).
Вначале снимается слой грунта на необходимую толщину. Затем происходит перемешивание грунта с добавками и распределение смеси по поверхности. После этого слой уплотняется катками. Наиболее эффективно выполнение этих операций с помощью специальных машин – ресайклеров. Они срезают грунт на необходимую глубину, перемешивают его со стабилизирующей добавкой и распределяют по поверхности.
Укреплённый грунт может заменить песок и щебень в качестве слоёв основания при строительстве автомобильных дорог с малой интенсивностью движения и небольшими нагрузками (парковок, местных проездов и т.д.), а также при устройстве тротуаров.
Перед устройством асфальтобетонного покрытия, как и во всех случаях, необходимо провести подгрунтовку – розлив жидкого битума или битумной эмульсии. Затем производится устройство покрытия, в качестве которого может быть применён обычный или цветной асфальт.
- Главная
- Блог
- Заметки
- Стабилизация грунтов в дорожном строительстве I часть (введение)
Трудности стабилизации грунта для дорожного строительства
Стабилизация почвы - это метод улучшения свойств почвы путем добавления в нее подходящих стабилизаторов. Очень важно добиться необходимой прочности почвы, особенно в проектах строительства дорог, где неустойчивое основание может привести к полной эрозии дороги.
При стабилизации грунта для строительства дорожного покрытия могут возникнуть некоторые трудности, и в этой статье объясняются основные аспекты этих трудностей.
Трудности стабилизации почв
Три основных фронта, на которых обычно возникают трудности при стабилизации грунта:
- Выбор подходящей техники стабилизации
- Состав смеси для стабилизации грунта
- Толщина стабилизированного слоя грунта
1. Выбор подходящей техники стабилизации
Для достижения хороших свойств грунта необходимо выбрать правильный метод стабилизации.Но выбор подходящей техники - дело непростое. Это зависит от различных факторов, таких как:
- Тип грунта, подлежащего стабилизации
- Наличие стабилизирующих материалов
- Наличие строительной техники
- Экологические условия данной местности
- Структура дорожного покрытия
- Объем и распределение движения
- Срок реализации проекта
- Бюджет проекта
Каждый фактор, перечисленный выше, должен быть проверен, после чего будет решен окончательный выбор метода стабилизации.
Рис. 1: Стабилизация почвы с помощью извести 2. Состав смеси для стабилизации грунта
Состав смеси для стабилизации грунта должен быть выполнен таким образом, чтобы он отвечал требованиям устойчивости и долговечности слоев дорожного покрытия. Для достижения этих требований в смесь необходимо добавить некоторые добавки. Но здесь трудности возникают, когда эти добавки или стабилизирующие материалы недоступны или увеличивают общую экономию проекта.
В другом случае метод расчета смеси также будет играть важную роль для достижения требуемой прочности грунтовой смеси. Для каждой стабилизированной смеси следует подготовить стандартизированную процедуру проектирования, присвоив каждой смеси соответствующие значения прочности. Значения могут быть в форме значения CBR, прочности смеси на сжатие и т. Д. Эти значения прочности также можно использовать при расчете толщины стабилизированного слоя грунта.
Рис. 2: Стабилизация грунтового цемента 3.Толщина стабилизированного слоя грунта
Расчет толщины слоя стабилизированного грунта - еще один важный аспект, которому часто придается меньшее значение в проектах стабилизации. Как правило, толщина стабилизированного слоя грунта определяется либо равной толщине предусмотренного слоя основания, либо с использованием некоторого коэффициента модификации для эквивалентности гравия. Толщина стабилизированного слоя грунта поддерживается на уровне зернистого грунта с учетом следующих факторов:
- Свойства смеси
- Условия окружающей среды
- Тип движения
- Расчетный период покрытия
С учетом устойчивости и долговечности вышеуказанные соображения не вызовут никаких затруднений.Но если стабилизированная смесь слабее необходимого значения, не рекомендуется следовать вышеупомянутым соображениям, и расчет толщины должен выполняться отдельно.
Однако не существует отдельного метода расчета толщины таких плохих стабилизирующих смесей. Таким образом, смеси, такие как грунт-цемент, пуццолановый бетон и т. Д., Представляют собой полужесткие покрытия.
Рис. 3: Толщина слоев почвы под дорожным покрытием .Как использовать стабилизацию грунта в дорожном строительстве в 2019 году
- + 1-305-928-1862
- [email protected]
- ДОМ
- ТОВАРОВ
- K31-APS Стабилизатор почвы
- K31-CAP Холодный асфальт
- K31 Филиал Программа
- КАЛЬКУЛЯТОРЫ
- K31-APS Дорожный калькулятор
- Калькулятор контроля пыли
- K31-CAP Калькулятор асфальта
- FAQ
- ПРОФИЛЬ
Что такое стабилизация почвы? - Глобальные дорожные технологии
Для любого строительного объекта, будь то здание, дорога или аэродром, грунт выступает в качестве фундамента. Кроме того, почва является одним из важнейших строительных материалов. Таким образом, грунт должен обладать свойствами, создающими прочный фундамент.
Что такое стабилизация почвы?
Стабилизация грунта - это процедура, при которой изменяются и улучшаются инженерные свойства грунта, чтобы повысить его пригодность для строительных целей.В гражданском строительстве стабилизация грунта - это метод улучшения и улучшения технических свойств грунтов, таких как механическая прочность, проницаемость, сжимаемость, долговечность и пластичность. Физические или механические улучшения являются обычным явлением, но некоторые школы мысли предпочитают использовать термин «стабилизация» в отношении химического улучшения свойств почвы путем добавления химических добавок.
Являются ли вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности или потенциальная потеря прибыли проблемой прямо сейчас?
Практика стабилизации или модификации почвы восходит к временам римлян.Другие страны, такие как США и Китай, среди многих других приняли его во второй половине 20-го века. На то было несколько причин. Не все участки предлагают выгодные условия строительства. На таких объектах подрядчик обычно имеет в своем распоряжении четыре основных варианта. Их:
- Замена бедных грунтов заполнителями с более благоприятными инженерными свойствами.
- Ищу новую строительную площадку.
- Модификация предложенной конструкции с учетом плохих инженерных свойств существующего грунта.
- Наконец, улучшение свойств почвы на месте.
Варианты 1, 2 и 3 не только дороги, но и непрактичны. Сегодня, с лучшими исследованиями и более эффективным оборудованием и материалами, стабилизация грунта , вариант 4 в списке, считается наиболее целесообразным вариантом для всех строительных целей. В некоторых определениях этот процесс также называется модификацией почвы.
Каковы преимущества стабилизации почвы?
- Повышение прочности, включая сопротивление сдвигу и сжатию
- Смягчение и уменьшение нестабильности объема и потенциала набухания, а также контроль усадки
- Понижающий индекс пластичности (ПИ)
- Снижение проницаемости
- Снижение сжимаемости, деформации и осадки грунта
- Уменьшение размера частиц глины / ила
- Повышение модуля упругости
- Повышение стойкости к неблагоприятным условиям окружающей среды, таким как циклы замораживания-оттаивания или влажно-сушки, эрозия и атмосферные воздействия
- Контроль пыли
- Гидроизоляция
Методы стабилизации грунта:
Говоря о его определениях, важно учитывать методы, используемые для этого.Почвы стабилизируются либо механическими процессами, либо добавлением химикатов или добавок. Уплотнение восходит к римским временам и даже раньше, но особенно к 18 веку, когда междугородние поездки и их важность были признаны. Это было вызвано необходимостью улучшения грунта. Уплотнение - один из широко используемых механических процессов. Он увеличивает плотность почвы за счет удаления воздуха между зернами. На сегодняшний день уплотнение грунта является одним из наиболее часто используемых строительных методов в гражданском строительстве.Уплотненный грунт имеет лучшую несущую способность и снижает пористость. Уплотнение за счет уплотнения почвы улучшает свойства почвы, увеличивает ее прочность, снижает сжимаемость и проницаемость. Хотя уплотнение часто кажется простым практическим процессом, его очень сложно анализировать при внешних и внешних нагрузках. Уплотненный грунт может проявлять различное поведение, начиная от пластической деформации, в частности, набухания и сжатия, сжатия при смачивании и растрескивания при высыхании, это также связано с изменениями плотности из-за влажных или сухих циклов.
Большинство проблем, связанных с использованием почвы, объясняется неблагоприятным взаимодействием воды и почвы. Инженерные свойства отрицательно влияют на увеличение содержания воды, например, снижение сцепления, набухание почвы, чередование эффектов усадки и смачивания при высыхании, которые разрушают структуру почвы, как и вариации от морозов и оттаивания. Химические стабилизаторы почвы придают благоприятные характеристики независимо от влажности в окружающей среде за счет модификации взаимодействий между водой и почвой за счет поверхностных реакций в процессе, изменяющем поведение почвы по отношению к воздействию воды.Что касается использования химикатов, то некоторые из добавок, добавляемых в почву, - это известь, битум и цемент. Эти добавки и связующие, когда они вступают в контакт с пуццолановыми минералами, присутствующими в почве или воде, они вступают в реакцию с образованием композитных материалов. Почвенный цемент более известен как механическая добавка, потому что, подобно механическим процессам, он не изменяет химические свойства почвы, как известь, а просто улучшает ее существующие свойства. Поверхностная активность частиц почвы, полярность поверхностей и их водопоглощение, а также весь адсорбционный комплекс играют наиболее важные роли, хотя степень агрегации частиц и изменения в степени агрегации достигаются путем модификации равновесия межкристаллитного отталкивающего и силы притяжения.По сути, химическая стабилизация проводится для того, чтобы благоприятно изменить взаимодействие почвы и воды.
Метод стабилизации грунтов - это обычно применяемая процедура при строительстве аэродромов, автостоянок, полигонов, насыпей, дорог и фундаментов, управления водными путями, сельскохозяйственных и горнодобывающих предприятий. Тип стабилизации, который можно использовать, зависит от участка; он может использовать один метод или их комбинацию.
GRT Стабилизация почвы:
Global Road Technology - мировой лидер в области решений для стабилизации и контроля пыли.Инновационный ассортимент продукции произвел революцию в определении понятия «на месте», создавая экологически чистые строительные проекты. Он поддерживает будущее стабилизации дорог и покрытий с его GRT9000 и GRT PCM, которые при интеграции в материалы дорожного покрытия и земляного полотна создают прочные, полугибкие и водонепроницаемые слои. Кроме того, полимерные уплотнения GRT7000 и GRT5000 и универсальные средства контроля являются предпочтительным выбором для пылеподавления. Они действуют как паллиативное средство от пыли и одновременно герметик, задерживая мелкие частицы почвы, предотвращая их попадание в воздух.
Линейка Global Road Technology также включает в себя связующие и укупорочные средства для создания прочных оснований, защитных слоев и слоев дорожного основания. Если этого недостаточно, продукты GRT обеспечивают долговечность и стабильность, которые не могут предложить никакие другие системы стабилизации грунта и пылеподавления на рынке. Все продукты были тщательно протестированы ведущей мировой компанией по управлению экологическими рисками.
Определение стабилизации грунта может дать любое количество наших ведущих консультантов.
Для получения дополнительной информации о методах стабилизации грунта Global Road Technology обращайтесь в GRT.
Ваше мнение очень важно для нас. Если вам понравилось читать это отраслевое обновление Global Road Technology и вы нашли его информативным, сообщите нам об этом, оставив ОБЗОР.
ССЫЛКИ
Бенуд, А. 2018. Стабилизация почвы и глины с помощью добавок на основе кальция и не на основе кальция: обзор современного состояния с проблемами, подходами и методами. Транспортная геотехника. 17. 14-32.
Гаспар. 1979. Химические методы стабилизации грунтов. Книга глава 7. Венгерский институт дорожных исследований.
Кодикара, Дж., Ислам, Т. и Соунтхарараджа, А. 2018. Обзор уплотнения почвы: история и недавние разработки. Транспортная геотехника. 17. 24-34.
.Три основных типа стабилизации почвы
Стабилизация грунта - это контролируемое изменение текстуры, структуры и физико-механических свойств грунта. Основными причинами проведения стабилизации грунта являются:
- Повышение прочности, несущей способности и других инженерных свойств грунтов
- Обеспечьте разумный контроль пыли для здоровой и безопасной рабочей среды
- Гидроизоляция для консервации природных или искусственных сооружений
- Содействовать использованию отходов в строительстве
Существует три основных типа стабилизации грунта: биологическая, физическая и химическая.
Биологическая стабилизация почвы достигается за счет облесения или посадки растений, и его основная цель - борьба с эрозией. Такие характеристики корней, как архитектурные, морфологические, физиологические и биотические свойства, играют важную роль как в физическом, так и в химическом развитии почвы, обеспечивая структурную стабильность почвы. Этот метод подходит для местности, подверженной влиянию воды и ветра, которая не предназначена для строительства. Однако на начальном этапе посев должен подкрепляться другими видами стабилизации почвы с момента посадки семян или рассады до момента, когда растения станут сильными.В противном случае вместе с поверхностным слоем семена или молодые растения были бы унесены потоком воды или ветром.
Являются ли вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности или потенциальная потеря прибыли проблемой прямо сейчас?
Физическая стабилизация - это изменение гранулометрического состава и пластичности грунта путем добавления или вычитания различных фракций грунта с целью изменения его физических свойств. Механическая стабилизация - это изменение пористости почвы и межчастичного трения или блокировки.Эти два метода работают синергетически вместе, обеспечивая стабилизацию почвы. Физико-механические типы стабилизации грунта включают пять различных методов, а именно; уплотнение, предварительное смачивание, циклы смачивания-сушки, армирование и твердые отходы. Уплотнение широко используется для стабилизации грунта, и в нем используются механические средства для удаления воздушных пустот в массиве грунта, чтобы грунт мог впоследствии выдерживать нагрузку без дальнейшего немедленного сжатия. Предварительное увлажнение - это примитивный метод, который применялся в прошлом для смягчения набухания почвы за счет ее насыщения за счет создания богатой влагой среды, в результате чего почва поглощает воду и набухает, создавая тем самым строительное волнение.По сути, насыщение почвы вызывает ее набухание, чтобы последующее увлажнение не привело к опасному вспучиванию, поскольку почва поддерживает постоянный объем при очень высоком содержании влаги.
Циклы смачивания и сушки включают насыщение почвы водой до полного набухания с последующим соответствующим высушиванием почвы до исходного содержания воды. Повторяющиеся циклы выполняются до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия, в котором пластическая деформация постепенно исчезнет. Армирование грунта - это механическое средство стабилизации слабых грунтов с использованием волокнистых материалов, которые могут быть в форме геосинтетических материалов или волокон природного или синтетического происхождения.Усиления образуют пространственную трехмерную сеть, объединяющую зерна почвы в единицу массы с улучшенными механическими характеристиками и результирующей стабильностью. Основными составляющими являются твердые отходы, такие как бытовые отходы в виде пластика, стекла, дерева, электронных отходов, резины от отработанных шин, растительный мусор, металлы и другие органические материалы. Стеклянный порошок является хорошим стабилизатором грунта благодаря хорошей термостойкости, прозрачности, устойчивости к разрушению и давлению, рентабельности и высокой химической стойкости.С другой стороны, электронные отходы также обладают хорошей термостойкостью, коррозионной стойкостью, гибкостью, легкостью, прочностью и экономичностью.
Стремление к экономике замкнутого цикла в последние годы нашло место также в использовании твердых отходов для стабилизации грунта. Две разные системы стабилизации, одна - дренажная, другая - уплотняющая. Дренаж полезен, так как удаляет лишнюю воду из почвы. Вода делает почву более пластичной и, следовательно, склонной к возникновению деформации.Избыток воды в почве также может вызвать эрозию. Дренажная система состоит из набора труб, каналов и / или насосов, что делает ее строительство довольно дорогостоящим. Уплотнение делает почву более плотной и, следовательно, менее сжимаемой и более водостойкой, но для большинства почв одного этого метода недостаточно. Обычно это дополнительная мера к химической стабилизации.
Химические типы стабилизации грунта могут быть достигнуты за счет использования традиционных и нетрадиционных средств.Различие между этими двумя классами существует в результате уже существующих и хорошо зарекомендовавших себя добавок по сравнению с наиболее недавно разработанными агентами. Примеры традиционных химических стабилизаторов включают известь, цемент и летучую золу, и обычно они основаны на кальции. Под воздействием воды они претерпевают как краткосрочные, так и долгосрочные химические изменения, приводящие к общему улучшению почвенной матрицы в отношении уменьшения набухания, повышения прочности на сдвиг и устойчивости к воздействию смачивания и высыхания.Механизмы стабилизации традиционных химических стабилизаторов включают катионный обмен, флокуляцию, агломерацию, пуццолановую реакцию и карбонатную цементацию. Нетрадиционные агенты вступают в химическую реакцию с почвой в присутствии достаточного количества влаги, чтобы вызвать физико-химические взаимодействия в почве. Примеры включают, но не ограничиваются ими, битумные эмульсии, цементную пыль, измельченный гранулированный доменный шлак, зольную пыль угольной пыли, стальной шлак, хвосты шахт, сульфированные масла и полимеры.достигаются путем применения различных веществ, которые действуют как вспомогательные средства уплотнения, водоотталкивающие и / или связующие вещества. Самым эффективным стабилизатором, конечно же, является тот, который обладает всеми тремя возможными характеристиками. Эти вещества обычно разбавляют водой и распыляют на почву, после чего следует перемешивание и уплотнение.
Цемент - старейшее и до сих пор очень распространенное вяжущее для почв. Цемент может использоваться для стабилизации самых разных типов грунта и очень эффективен при стабилизации дорожного покрытия.Однако применение цемента имеет много ограничений, так как содержание органических веществ в почве обычно должно быть ограничено до 2% в дополнение к несовместимости с почвами с большим количеством глины. В почве также не должно быть вредных солей, таких как сульфат, которые влияют на время схватывания цемента и приводят к последующему разрушению структуры грунт-цемент. Не совместим с почвами с большим количеством глины. С другой стороны, для успеха метода необходима определенная концентрация глины.Любое присутствие органических материалов не допускается. Процесс подачи заявки довольно сложный. Должен выполняться высокий контроль содержания воды, а также требовательная процедура для определения подходящего времени для уплотнения. Если смотреть с экономической и экологической точек зрения, производство цемента чрезвычайно энергоемко.
Среди химических видов стабилизации грунта очень распространено применение извести. Известь может использоваться в различных формах, а именно гашеная известь с высоким содержанием кальция, моногидратированная доломитовая известь, кальцитовая негашеная известь и доломитовая негашеная известь.Кальций в извести обменивается с адсорбированными катионами глинистого минерала, вызывая флоккуляцию глины, тем самым снижая PI глин, поскольку она становится более обрабатываемой и смешиваемой. Наиболее часто используемые соединения извести - это гидроксид кальция Ca (OH) 2 и доломит Ca (OH) 2 + MgO. Известь производится посредством очень энергоемкого процесса и с высокими выбросами углекислого газа. Глинистые материалы являются наиболее подходящими для стабилизации извести, если они имеют значение PI ниже 10. В некоторых глинах происходит пуццолановая реакция, приводящая к образованию вяжущих веществ, повышающих прочность почвы.Это не лучший стабилизатор для илов, сыпучих материалов и почв с содержанием сульфата более 0,3%. Если обработанный материал не защищен от стекания, некоторое количество извести может вымыться в окружающую среду и повлиять на повышение pH.
Стабилизация битума может происходить в различных формах: в виде битума, битумной фракции или битумной эмульсии. Выбор типа и марки битума зависит от типа почвы, способа строительства и погодных условий. Наиболее важные параметры, влияющие на стабилизацию битума, включают содержание влаги, вязкость битума, содержание битума, равномерность перемешивания, аэрацию, уплотнение и отверждение.Механизм действия при стабилизации битума включает связывание, которое он придает частицам почвы, что делает его более устойчивым к погодным условиям. Следовательно, отсутствие проникновения воды приводит к значительному повышению прочности почвы, а также устойчивости к погодным условиям. Присутствие органических веществ, растворенных солей и высокие значения pH почвы отрицательно сказываются на стабилизации битума. Требуемое количество битума варьируется от 4% до 7% с более высокими значениями, чем оптимальные, заполняя пустоты между грунтом или частицами заполнителя, что приводит к плохому уплотнению, снижению прочности и ухудшению деформационных свойств стабилизированного грунта.
Летучая зола - еще один популярный химический стабилизатор. Это побочный продукт угольных электростанций. Механизм стабилизации грунта с использованием летучей золы заключается в пуццолановой реакции и заполнении пустот в смеси. Это один из видов стабилизации грунта, подходящий для крупнозернистых частиц с небольшим количеством мелких частиц или без них. Стабилизируемый грунт должен иметь низкую влажность. После добавления надлежащего количества золы-уноса обычно используется активатор для усиления пуццолановой реакции в смеси, поскольку летучая зола, образующаяся при сжигании более твердого, старого битуминозного антрацитового угля, является пуццолановым, но не самоцементирующимся.Активатор - известь или портландцемент с содержанием золы уноса от 20 до 30%. Летучая зола содержит тяжелые металлы и другие вредные соединения, которые легко проникают в почву и водоемы.
Global Road Technology предлагает решения для всех типов проблем стабилизации грунта:
Меры по борьбе с эрозией или стабилизация поверхности могут быть достигнуты путем применения GRT: Enviro-Binder. Это средство для борьбы с эрозией на основе полимера, которое добавляют в воду для уменьшения эрозии почвы за счет связывания частиц почвы, которые в противном случае были бы унесены поверхностными водами.GRT: Enviro-Binder также может улучшить скорость прорастания за счет создания оптимальных почвенных условий за счет удержания воды, питательных веществ и веществ, защищающих растения, в течение более длительного периода.
Структурная стабилизация достигается за счет использования GRT9000 и GRT: PCM. Эти агенты действуют как высокоэффективные стабилизаторы и связующие, которые идеально сочетаются с нашим полимерным герметиком GRT7000. Когда дело доходит до стабилизации грунта, он подходит для стабилизации зернистого земляного полотна, основания и основания подъездных дорог, боковых путей, автостоянок, строительных или военных городков, контейнерных площадок, железнодорожных дворов и временных площадок для приземления.
Применение продуктовGRT относится к типам стабилизации грунта, применимым ко всем типам почв в различных суровых климатических условиях. Они прошли независимую проверку на экологичность, изготовлены в соответствии со стандартами ISO9001 и прошли всестороннюю проверку ведущими независимыми испытательными учреждениями и крупными компаниями по всему миру.
Ваше мнение очень важно для нас. Если вам понравилось читать это отраслевое обновление Global Road Technology и вы нашли его информативным, сообщите нам об этом, оставив ОБЗОР.
ССЫЛКИ
Andavan, S., and Kumar, B.M. 2019. Практический пример стабилизации грунта с помощью битумных эмульсий - обзор. Материалы сегодня: Труды.
Холл, М.Р., Наджим, К.Б., и Дехдези, П.К. 2012. Стабилизация грунтов и земляное строительство: материалы, свойства, методы. Книжная глава. Вудхед Паблишинг Лимитед.
Худек, К., Стеррок, С.Дж., Аткинсон, Б.С., Станки, С., Фреппаз, М., 2017. Морфология корней и биомеханические характеристики высокогорных альпийских видов растений и их потенциальное применение для стабилизации почвы.Экологическая инженерия.
Ikeagwuani, C.C. и Нвону, округ Колумбия, 2019 г. Новые тенденции в области экспансивной стабилизации грунта: обзор. Журнал механики горных пород и инженерной геологии. 11. 423-440.
Рай, А.К. Сингх Г., Тивари А.К. 2020. Сравнительное исследование стабилизации грунта стеклянным порошком, пластиком и электронными отходами: обзор. Материалы сегодня: Труды.
.Ключевые шаги по стабилизации почвы
Стабилизация грунта означает повышение устойчивости или несущей способности почвы за счет использования контролируемого уплотнения, дозирования и / или добавок.
Для стабилизации грунта используются физические и / или химические методы, чтобы сделать грунт пригодным для строительных целей. Основные этапы стабилизации грунта:
- оценка свойств почвы,
- выбор способа восполнения недостающих свойств,
- разработка стабилизированной грунтовой смеси по назначению,
- определение параметров уплотнения.
Большинство дорожных покрытий состоят из одного или нескольких слоев материалов хорошего качества, уложенных поверх грунтового основания и уплотненных. Материалы для засыпки позволяют дороге выдерживать транспортные нагрузки, которые сама по себе почва не выдержит. Основной материал распределяет нагрузки по большой площади и тем самым снижает давление, которое передается на земляное полотно. Основной материал способен распределять нагрузки за счет эффективного сцепления частиц заполнителя. Возникающие нагрузки передаются через основной материал как вертикальные, так и горизонтальные силы.
Являются ли вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности или потенциальная потеря прибыли проблемой прямо сейчас?
Тротуары обычно повреждаются по прошествии более короткого периода времени из-за изменения свойств почвы и транспортных нагрузок, что может привести к просадке грунта. Кроме того, колебания влажности и воздействие мороза на почву вызывают дальнейшее разрушение покрытия, что требует дорогостоящего обслуживания.
Механическая стабилизация грунта означает смешивание различных типов грунта для повышения устойчивости.Некоторые почвы обладают слабыми инженерными свойствами. Это почвы со значительным содержанием глины, ила или мелкого песка. Следовательно, более подходящие грунты, содержащие гранулированный материал, могут использоваться в качестве дополнения к грунтам in situ для улучшения общих свойств. Устойчивость смесей грунт-заполнитель зависит от механической прочности заполнителя, минерального состава материалов, градации смеси, пластичности вяжущего грунта и выполняемого уплотнения. Что касается минерального состава, сульфат натрия и карбонат натрия отрицательно влияют на стабильность из-за значительных изменений объема, вызванных колебаниями содержания воды, в то время как хлориды и карбонаты способствуют стабильности почвы.
Недостатками механической стабилизации грунта являются:
- высокая стоимость и большой углеродный след,
- очень требователен к оборудованию, рабочей силе и времени и, таким образом, представляет собой существенное нарушение движения.
Среди химических добавок наиболее часто используются цемент и известь.
Увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности и долговечности. Применение цемента ограничено его высокой ценой. Прочность обработанного цементом грунта снижается под влиянием химических факторов поверхности, содержания органических веществ и сульфатов, в то время как снижение прочности может быть вызвано присутствием сульфата магния, который вступает в реакцию с гидратированным цементом.
При применении извести образуется известковая пыль, поэтому она не подходит для использования в населенных пунктах. Точное содержание воды имеет решающее значение для эффективного уплотнения. При использовании извести требуется более длительное время перемешивания, что делает метод неэкономичным.
Global Road Technology позволила достичь высокой стабилизации грунта с помощью небольшого количества стабилизатора и минимального количества материалов ex-situ. Агенты GRT представляют собой продукты на основе полимеров, применение которых приводит к повышению прочности на сжатие, высокой упругости при растяжении и водонепроницаемости.Они способны достигать чрезвычайно высоких результатов UCS при относительно низких дозах. Например, при испытании всего 0,7% по массе были получены результаты более +6 МПа.
Могут применяться для различных целей. При строительстве новых движущихся поверхностей стабилизаторы GRT могут использоваться в качестве грунтового основания, основания и улучшителей основания. Их также можно использовать для переработки дорожного покрытия на месте, а также для герметизации или стабилизации подъездных дорог, боковых путей, автостоянок, строительных или военных городков, контейнерных площадок, железнодорожных станций и временных площадок для приземления.
Для получения дополнительной информации о Global Road Technology свяжитесь с нами
.Стабилизация почвы | Стабилизация грунта цементом
Стабилизация грунта - это метод укрепления грунта, когда несущая способность грунта плохая или слишком слабая. Стабилизация грунта используется для строительства фундаментов, зданий, дорог, железных дорог, аэропортов и т.п.
Типы грунтов стабилизации
Типы почвы для обработки могут быть практически любой комбинацией песка, гравия, ила, щебня, природного гравия. Также можно использовать отходы, такие как шлак, летучая зола, формовочный песок и отсев из карьеров и гравийных карьеров.Гранулированная основа старой дороги с битумным покрытием или без него - еще один источник подходящего материала для обработки.
Рентабельность стабилизации почвы
Когда грунтовые условия не подходят для строительства, у клиента есть четыре варианта:
1. Найдите новую строительную площадку.
2. Перепроектируйте конструкцию для плохой почвы.
3. Удалите плохую почву и замените ее хорошей.
4. Улучшить инженерные свойства грунтов участка.
Вариант 4 может быть экономичным решением для некоторых сайтов.
Преимущества стабилизации почвы
- Водонепроницаемость почвы
- Повышает прочность почвы
- Уменьшает изменение объема почвы из-за температуры или влажности
- Улучшает обрабатываемость почвы
- Уменьшает запыленность рабочей среды
- Улучшает маргинальные материалы
- Повышает прочность
- Сушит влажные почвы
- Сохраняет агрегатные материалы
- Снижает стоимость
- Экономит энергию
- Уменьшает толщину покрытия
- Повышает жесткость и предел прочности материала
Экологические преимущества стабилизации почвы
- Срок службы полигона продлен
- Природные ресурсы расширены
- Снижение выбросов от транспорта
- Транспортных миль сокращено
Методы стабилизации грунта
Есть много способов стабилизировать грунт.Перед выбором метода проверьте почву в лаборатории. Затем можно провести испытания с использованием различных методов, чтобы убедиться в достижении расчетной прочности основания. Выбранный метод будет определяться экономичностью техники для обеспечения расчетной прочности.
- Стабилизация цемента
- Стабилизация извести и пуццоланы
- Почвенно-битумная стабилизация
- Органические стабилизаторы
Затраты на стабилизацию почвы
Стабилизация грунта очень экономична по сравнению с импортной гранулированной насыпью и множеством вариантов насадки.
Например, при использовании равной несущей способности для дорожного покрытия и дорожного строительства обработка почвы является более конкурентоспособным решением.
Экономия достигается за счет использования существующих почв, а не импорта новых материалов. Не требуются дорогостоящие перевозки и импортная гранулированная основа, что позволяет экономить энергию и сырье.
Стабилизация грунта для дорожного строительства
Одним из наиболее важных применений для стабилизации грунта является строительство тротуаров / дорог.Использование включает строительство автомагистралей, основных дорог, улиц, парковок, промышленных складов и аэропортов.
Продукция грунтово-цементного покрытия состоит из трех основных компонентов:
Глубокая рекультивация
Старое дорожное покрытие из асфальта и основание переработано, чтобы создать более прочное цементное основание для новой дороги.
Цементно-обработанная основа
Грунт или гранулированный грунт, смешанный с цементом и водой.После уплотнения материал затвердевает, образуя прочный материал для мощения.
Цементно-модифицированные почвы
Смешайте небольшое количество цемента с плохой почвой, чтобы улучшить свойства основания для дорожного строительства.
.
