Супесь; 2 - песок; 3 - глина

В связи с чем оправдана замена ударной нагрузки метода стандартного уплотнения укрепленных грунтов на статическую или вибрационную.

Рис. 26. Разрушение пескоцементной смеси размером частиц 2,5 мм от типа уплотняющей нагрузки:

- ударная нагрузка; - вибрационная нагрузка; - статическая нагрузка 15 МПа

Результаты проведенных исследований воздействия ударной, вибрационной и статической нагрузок на степень уплотнения грунтов, укрепленных минеральными вяжущими, позволили сделать следующие выводы [55].

- В меньшей степени к изменению зернового состава грунтов приводит использование вибрационной нагрузки (рис. 26), однако уплотнение в этом случае значительно зависит от влажности смеси (рис. 27), а следовательно, как и в случае использования ударной нагрузки велика вероятность ошибки при подборе состава укрепленных грунтов, особенно для смесей с низкой степенью заполнения пор цементным тестом. Кроме того, оптимальная влажность в этом случае значительно превышает аналогичный показатель, получаемый при использовании ударной нагрузки, что еще в большей степени снижаетморозостойкость укрепленного грунта.

Рис. 27. Зависимость плотности укрепленного грунта от влажности при виброуплотнении (по данным А.В. Линцера)

- Статическая же нагрузка при меньшей степени дробления частиц грунта, при более высоком диапазоне влажностей (по сравнению с ударной нагрузкой) обеспечивает постоянную плотность укрепленных грунтов (рис. 28), гарантируя более высокую степень однородности получаемых результатов.

Рис. 28. Зависимость плотности песка, укрепленного 10 % цемента, от типа уплотняющей нагрузки: 1 - ударная нагрузка; 2 - разгрузка 15 МПа; 3 - то же, 30 МПа

При этом нагрузка 30 МПа позволяет достичь степени уплотнения, не менее чем по модифицированному способу Проктора. Необходимо отметить, что грунты, укрепленные органическими вяжущими, в соответствии с ГОСТ 30491-97, также уплотняют нагрузкой 30 МПа.

Рис. 29. Размельчение грунта в зависимости от влажности (по данным Е.И.Путилина): 1 - тяжелый суглинок размером частиц более 10 мм; 2 - то же, 5 мм; 3 - глина размером частиц более 10 мм; 4 - то же, 5 мм

Что касается оптимальной влажности, то она должна назначаться из условия оптимального перемешивания смеси (оптимальной влажности перемешивания) и оптимальной влажности измельчения грунтов (рис. 29). Эти влажности, как и в случае применения модифицированного метода Проктора, несколько ниже оптимальной влажности, определяемой методом стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-2002, обеспечивают укрепленным грунтам более высокие физико-механические показатели и, что особенно важно, высокую морозостойкость (рис. 30).

Рис. 30. Зависимость прочности суглинка, укрепленного 10 % цемента, от влажности смеси (W_опт = 14 %):