22 ТЕХНОЛОГИИ
Рис . 3 . Зависимость осадки от числа ударов при уплотнении основания земляного полотна автодороги М11
жима работы машины УИМ . Особенность технологического регулирования заключается в систематическом диагнозе основания на каждой позиции и между позициями машины и расчёте параметров ударного ( динамического ) воздействия в зависимости от состояния массива песка . Регулирование процесса уплотнения и стабилизации основания должно обеспечить заданные проектом коэффициенты уплотнения и пористости .
Расчёты технологических режимов третьей стадии уплотнения массива с применением машины УИМ показали зависимость коэффициента динамичности от ударно-импульсной нагрузки и увеличения плотности грунтов . В ходе работ необходимо одновременно регулировать нагрузки по критериям : а ) предела прочности грунтов ; б ) критического ускорения колебаний в массиве ( недопущения тиксотропии ); в ) безопасной нагрузки на основание .
Программа испытаний грунтов и анализа результатов работы машины УИМ была составлена применительно к условиям упрочнения слабого основания земляного полотна на строительстве автомобильной дороги М-11 Москва ― Санкт-Петербург на опытных участках , в том числе ПК 2889-2995 , ПК 3288-3289 *. Замена торфа выполнена в виде массива насыпных песков средней крупности и мелких , мощностью 4-5 м с уплотнением рыхлого песка ударно-импульсным методом .
При экспериментальной проверке комплексной технологии были исследованы две взаимосвязанные зоны основания : 1 ) состояние уплотнённого массива песка ; 2 ) стабильность слабого пограничного слоя в основании после выполнения буровзрывных работ . Сложность ударно-импульсного уплотнения песчаного массива состояла в том , что нагрузка передавалась на песок и слабый слой одновременно . В этой динамике процесс уплотнения неэффективен в связи с возрастанием порового давления , поэтому были выполнены дополнительные буровзрывные работы по удалению воды из нижнего водонасыщенного слоя . При интенсивном динамическом воздействии машины в ходе работ меняются физико-механические характеристики грунтов . Поэтому в структурной схеме регламента предусмотрен этап мониторинга и регулирования параметров , обеспечивающий адаптацию работы машины ( расстояние между позициями и число ударов ) к новым грунтовым характеристикам .
Уплотняющая нагрузка при ударно-импульсном методе должна учитывать реологические характеристики грунтов в каждом цикле « удар ― поровое давление ― разгрузка ». В связи с этим важен статистический анализ и прогноз осадки и стабильности основания . В основу анализа положены результаты статистической обработки показаний бортового блока компьютера машины о ходе уплотнения на участке ПК 3288-3289 автомагистрали М-11 по выборке из 235 измерений осадки . В ходе работ с помощью бортовой компьютерной системы машины был организован технологический мониторинг , который позволил регулировать параметры : число ударов и размещение позиций машины в зависимости от достигнутой плотности грунтов . По итогам аналитического исследования технологических процессов установлены зависимости , предназначенные для направленного регулирования параметров ударноимпульсного уплотнения .
Обработка данных бортового блока импульсного уплотнения и статистический анализ в программе Statistika , 3D позволили установить зависимость степени консолидации , накопленной осадки Sн за серию ударов и числа ударов машины импульсного уплотнения на одной позиции ( растре ). По результатам регрессионного анализа хода ударного уплотнения основания ( 235 данных , с хорошей сходимостью R2 = 0,938 ; F = 3549 ) установлена статистическая зависимость , которая замедляется и показывает , что с увеличением числа ударов темп роста величины Sн уменьшается ( рис . 3 ).
Таким образом , в ходе импульсного уплотнения с ростом числа ударов одновременно растут , но с замедлением , накопленная осадка и степень консолидации , как отношение осадки после каждого удара к конечной ( суммарной ) осадке . Стабилизация всего участка наступает при уплотнении под циклической нагрузкой после восьми ударов в среднем .
Заключительный контроль состояния массива выполнен с применением комплекса геофизических методов в соответствии с правилами СП-11-105- 97 , СНиП 11-02-96 , РСН 64-87 , РСН 66-87 и техническим заданием . Анализ результатов геофизических исследований состоял в оценке степени уплотнения грунтов по комплексной технологии стабилизации основания по результатам изменений параметров удельного электрического сопротивления и сейсмотомографии ( рис . 4 ). Результаты сейсморазведочных работ показали , что после выполнения трёх технологических этапов скорости упругих волн поэтапно увеличивались , произошло уплотнение грунта и стабилизация песчаного массива .
Окончательный контроль готовности основания выполнен методом статического зондирования . Если по его результатам в песчаном массиве остались прослои слабого грунта , не соответствующие требованиям по стабильности и прогнозным срокам кон-