6 ВИДОВ ЗАКЛАДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Сурьяканта | 4 марта 2016 г. | Строительство зданий, строительство, инструкции, дорожное строительство | 11 комментариев

В строительстве используются различные виды тампонажных материалов. Ниже описаны широко используемые материалы для обратной засыпки с указанием их технических свойств.

1. Крупнозернистые почвы

Крупнозернистые почвы включают гравийные и песчаные почвы и варьируются от глинистых песков ( SC ) до хорошо отсортированных гравийно-гравийно-песчаных смесей ( GW ) с небольшим количеством мелких частиц или без них . Они будут демонстрировать небольшую пластичность или ее отсутствие. Все хорошо просеянные грунты, попадающие в эту категорию, имеют довольно хорошие характеристики уплотнения и при соответствующем уплотнении обеспечивают хорошую обратную засыпку и поддержку фундамента.

(a) Одна из трудностей, которая может возникнуть с почвами этой категории, связана с обеспечением хорошего уплотнения плохо отсортированных песков и гравия. Эти материалы с плохим гранулометрическим составом могут потребовать насыщения с дренажем вниз и уплотнения с большим усилием уплотнения для достижения достаточно высокой плотности. Кроме того, требуется тщательный контроль содержания воды, если ил присутствует в значительных количествах. Крупнозернистые материалы, уплотненные до низкой относительной плотности, при насыщении склонны к разжижению при динамических нагрузках.

(b) Для песков и гравийных песков с небольшим содержанием мелких частиц или без них хорошее уплотнение может быть достигнуто как в воздушно-сухом, так и в насыщенном состоянии. Нисходящий дренаж необходим для поддержания сил просачивания в нисходящем направлении, если насыщение используется для облегчения уплотнения.

Можно рассмотреть экономичность добавления цемента для стабилизации влажных чистых песков, которые особенно трудно уплотнить в узких замкнутых пространствах. Однако добавление цемента может привести к образованию зон с большей жесткостью, чем необработанная соседняя засыпка, и сформировать «твердые участки», что приведет к неравномерным напряжениям и деформациям в конструкции.

(c) Несвязные материалы хорошо подходят для укладки в ограниченных пространствах, примыкающих к сооружениям и вокруг них, где не допускается использование тяжелого оборудования, а также под и вокруг сооружений неправильной формы, таких как туннели, водопропускные трубы, коммуникации и резервуары. Чистые, гранулированные, хорошо отсортированные материалы, имеющие максимальный размер 1 дюйм, при этом 95 процентов проходят через сито № 4 и 5 процентов или менее проходят через сито № 200, отлично подходят для использования в этих зонах. Однако существует опасность создания зон, в которых просачивающаяся вода может скапливаться и насыщать соседние связные грунты, что приводит к нежелательному уплотнению или набуханию. В таких случаях необходимы меры по дренированию гранулированной засыпки, герметизации поверхности и отводу поверхностных вод от конструкции.

2. Мелкозернистые почвы с низкой и средней пластичностью

В органических глинах ( CL ) с низкой и средней пластичностью (гравийные, песчаные или пылеватые глины и тощие глины) и неорганических илах и очень мелких песках ( ML ) малопластичных (пылеватые или глинистые мелкозернистые пески и глинистые илы). Неорганические глины относительно непроницаемы и могут быть довольно легко уплотнены с помощью тяжелого уплотняющего оборудования, чтобы обеспечить хорошую стабильную обратную засыпку.

Грунты группы CL могут быть уплотнены на ограниченных участках до достаточно высокой степени уплотнения при надлежащем содержании воды и контроле толщины подъема. Глинистые пески группы SC и глинистые илы группы ML могут быть уплотнены до достаточно высокой плотности, но строгий контроль содержания воды необходим, а иногда и критичен, особенно на влажной стороне оптимального содержания воды. Некоторые грунты ML, уплотненные в сухую сторону оптимума, могут потерять значительную прочность при насыщении после уплотнения. Может произойти значительное урегулирование.

Поэтому следует соблюдать осторожность при использовании таких грунтов в качестве обратной засыпки, особенно ниже уровня грунтовых вод. Кроме того, насыщенные ML почвы, вероятно, будут сильно подвержены разжижению при динамической нагрузке. Если такие грунты используются в качестве обратной засыпки в сейсмоопасных районах, следует провести лабораторные испытания для определения их способности к разжижению.

3. Камень

Пригодность камня в качестве материала для обратной засыпки в значительной степени зависит от градации и твердости частиц камня. Количество твердой породы, извлекаемой на большинстве участков подземных сооружений, относительно невелико, но выбор несвязанных материалов может быть затруднен или может быть дорогим. Таким образом, выкопанная твердая порода может быть предназначена для обработки дробилкой и использоваться в качестве отборного несвязного материала.

4. Сланец

Хотя сланец обычно называют горной породой, склонность некоторых сланцев к разрушению под воздействием тяжелого уплотняющего оборудования и оседанию под воздействием воздуха или воды после укладки требует особого внимания.

(a) Некоторые мягкие сланцы разрушаются под действием тяжелого оборудования для уплотнения, в результате чего свойства материала после уплотнения полностью отличаются от свойств, которые он имел до уплотнения. Этот факт следует признать, прежде чем использовать этот тип материала для обратной засыпки. Для установления надлежащих критериев уплотнения может потребоваться, чтобы подрядчик соорудил тестовую засыпку и изменил содержание воды, толщину подъема и количество заделок с помощью оборудования, предлагаемого для использования в операции обратной засыпки. Этот вид засыпки можно использовать только в неограниченных открытых зонах, где может работать тяжелая буксируемая или самоходная техника.

(b) Некоторые сланцы имеют тенденцию к разрушению или гашению на воздухе. Другие сланцы, которые при выемке кажутся похожими на скалы, размягчаются или расслаиваются и портятся при смачивании после укладки в качестве каменной наброски. Чередование циклов увлажнения и сушки увеличивает процесс гашения. Степень разрушения материала определяет способ обращения с ним в качестве материала для обратной засыпки. Если материал полностью разлагается на составные частицы или мелкие кусочки и чешуйки, его следует рассматривать как почвоподобный материал со свойствами, аналогичными материалам ML, CL или CH, в зависимости от неповрежденного состава исходного материала. Полной деградации можно способствовать, попеременно смачивая, высушивая и дискуя материал перед уплотнением.

5. Маргинальные материалы

Маргинальные материалы – это такие материалы, которые из-за их плохого уплотнения, консолидации или набухания обычно не использовались бы в качестве обратной засыпки, если бы были доступны источники подходящего материала. Материал, считающийся маргинальным, включает мелкозернистые грунты высокой пластичности и экспансивные глины. Решение об использовании маргинальных материалов должно быть основано на соображениях экономии и энергосбережения, включая стоимость получения подходящего материала, будь то из отдаленного карьера или из коммерческих источников, возможные затраты на ремонт после аварии, вызванные использованием маргинального материала, и дополнительные затраты, связанные с обработка, укладка и адекватное уплотнение маргинального материала.

(a) Мелкозернистые высокопластичные материалы плохо подходят для обратной засыпки из-за сложности обращения, контроля содержания воды и уплотнения. Содержание воды в высокопластичных мелкозернистых почвах имеет решающее значение для надлежащего уплотнения, и его очень трудно контролировать в полевых условиях путем аэрации или увлажнения. Кроме того, такие грунты гораздо более сжимаемы, чем менее пластичные и крупнозернистые грунты; прочность на сдвиг и, следовательно, давление грунта могут колебаться в широких пределах при изменении содержания воды; а в холодном климате действие мороза будет происходить на мелкозернистых почвах, которые не дренируются должным образом. Единственный тип грунта в этой категории, который можно считать подходящим для обратной засыпки, — это неорганическая глина (СН). Следует избегать использования грунтов CH в замкнутых пространствах, если требуется высокая степень уплотнения для сведения к минимуму оседания обратной засыпки или для обеспечения высокого модуля сжатия.

(b) Характеристики набухания (и усадки) расширяющейся глины зависят от типа глинистого минерала, присутствующего в почве, процентного содержания этого глинистого минерала и изменения содержания воды. Активные глинистые минералы включают монтмориллонит, смешанные слои монтмориллонита и других глинистых минералов, а при некоторых условиях хлориты и вермикулиты.

Проблемы могут возникнуть из-за подъема грунтовых вод, просачивания, утечки или устранения поверхностного испарения, что может увеличить или уменьшить содержание воды в уплотненной почве и привести к тенденции к расширению или усадке. Если развивающееся давление набухания больше, чем сдерживающее давление, произойдет вздутие и может вызвать структурное повреждение. Уплотнение на мокрой стороне оптимального содержания влаги приведет к более низким величинам набухания и давления набухания. Расширяющиеся глины, которые демонстрируют значительное увеличение объема, не должны использоваться в качестве обратной засыпки, где может существовать возможность структурного повреждения. Пригодность должна основываться на лабораторных испытаниях на набухание.

(c) Добавки, такие как гашеная известь, негашеная известь и зольная пыль, могут быть смешаны с некоторыми высокопластичными глинами для улучшения их технических характеристик и позволяют использовать некоторые материалы, которые в противном случае были бы неприемлемы. Гашеную известь также можно смешивать с некоторыми расширяющимися глинами, чтобы уменьшить их характеристики набухания.

Должны быть проведены лабораторные испытания для определения количества используемой добавки и характеристик материала засыпки в результате применения добавки. Из-за сложности систем почва-добавка и почти полного эмпирического характера современного уровня техники пробные смеси должны быть проверены в полевых условиях с помощью тестовых наполнителей.

6. Промышленные побочные продукты

Использование коммерческих побочных продуктов, таких как шлак или летучая зола, в качестве материала для обратной засыпки, может быть выгодным, если такие продукты имеются в наличии на месте, а подходящие природные материалы не могут быть найдены. Летучая зола использовалась в качестве легкой обратной засыпки за стеной высотой 25 футов и в качестве добавки к высокопластичной глине. Пригодность этих материалов будет зависеть от желаемых характеристик обратной засыпки и технических характеристик продуктов.