Технология укладки тротуарных плит: сооружение земляного полотна и устройство слоев оснований

Сооружение земляного полотна является одним из основных технологических процессов устройства дорожной «одежды» для благоустраиваемой пешеходной зоны. Земляное полотно должно выдерживать нагрузки, возникающие при эксплуатации, в течение всего периода между капитальными ремонтами пешеходной зоны и обеспечивать надежность всей конструкции дорожного покрытия и его способность сохранять требуемые эксплуатационные характеристики при заданных в проектной документации нагрузках.

Устойчивость и прочность земляного полотна, его водопроницаемость зависят от степени уплотнения грунта. Коэффициент уплотнения грунта земляного полотна должен соответствовать требованиям проектной документации и быть не менее 0,98. При устройстве земляного полотна следует произвести его технический осмотр и определить соответствие фактических данных требованиям проектной документации. Неоднородный, рыхлый грунт земляного полотна, смешанный со строительным мусором и другими гумусовыми и инородными включениями, а также пучинистый грунт следует удалить на глубину рабочего слоя земляного полотна и заменить гравелистым, крупным песком или гравийно-песчаной смесью. Рабочий слой земляного полотна, отсыпанный и уплотненный до коэффициента уплотнения 0,98, является конструктивным слоем дорожной одежды.

Отсыпку грунта следует производить от краев к середине, слоями, на всю ширину земляного полотна. Лишний грунт убирают при планировке на завершающем этапе сооружения земляного полотна. Обратную засыпку пазух колодцев инженерных коммуникаций следует производить послойно, толщиной не более 0,15 м, с уплотнением каждого слоя. В качестве материалов обратной засыпки пазух колодцев инженерных коммуникаций необходимо применять песок по ГОСТ 8736 или гравийно-песчаные смеси по ГОСТ 25607. Плотность грунта при обратной засыпке пазух смотровых колодцев должна быть не ниже требуемой для земляного полотна на соответствующей глубине. Для достижения требуемого коэффициента уплотнения 0,98–1,00 уплотнение грунтов следует производить при влажности, близкой к оптимальной. Oтношение фактической влажности грунта к ее оптимальной величине должно быть в пределах значений, указанных в табл. 1.

Оптимальная влажность грунта должна быть определена по ГОСТ 22733. При фактической влажности грунта, менее оптимальной, но входящей в область допустимых значений, определенных в табл. 1, количество проходов катка по одному следу следует увеличить согласно данным пробного уплотнения грунта. В случае если отношение фактической влажности грунта к ее оптимальной величине менее допустимых значений, указанных в табл. 1, грунт следует увлажнять путем орошения в соответствии с результатами лабораторных испытаний грунта. Если отношение фактической влажности к ее оптимальной величине более допустимых значений, следует предусмотреть просушивание грунта – естественным способом или путем введения сухого малосвязного грунта.

При уплотнении песчаных грунтов виброкатками следует проверять возможность достижения требуемой плотности при их естественной влажности. Требуемое качество земляных работ достигается путем подбора технологического режима производства работ методом пробного уплотнения грунта. Пробное уплотнение грунта следует производить на характерном, т. е. типичном для данного строительства, участке, с применением механизмов, предназначенных для производства работ данного вида, и осуществлением контроля качества работ.

 Сооружение земляного полотна пешеходной зоны, как правило, состоит в устройстве корыто­образного профиля, дно которого должно быть тщательно спланировано до проектной отметки. Ширина выемки должна соответствовать требованиям проектной документации. Поверхность земляного полотна должна иметь продольные и поперечные уклоны, соответствующие проектным уклонам покрытия. Уплотнение земляного полотна следует производить средними катками массой до 10 т или специальными уплотняющими виброплощадками массой более 130 кг. При применении уплотняющих средств, не позволяющих эффективно уплотнить земляное полотно на требуемую глубину, излишний слой грунта следует снять, переместить на другую захватку и уплотнить нижний слой; затем удаленный грунт необходимо возвратить на уплотненный нижний слой земляного полотна и уплотнить до требуемой плотности. Уплотнение выемки земляного полотна на требуемую глубину следует выполнять непосредственно перед устройством вышележащих слоев. При избыточном переувлажнении заранее уплотненного и отпрофилированного земляного полотна необходимо устраивать водоотводные канавки шириной 0,20–0,25 м и глубиной не менее толщины переувлажненного слоя. Канавки следует располагать на расстоянии не более 3 м одна от другой и нарезать по уклону или под углом 30–60° к направлению уклона. Грунт из канавок должен быть удален за пределы сооружаемого земляного полотна. Уклон канавок должен или повторять уклон засыпаемой поверхности, или быть не менее 20‰. При распределении материала дополнительного слоя основания – щебеночно-гравийной смеси, щебня, гравия или песка – необходимо сперва засыпать водоотводные канавки, а материал дополнительного слоя основания распределять только в направлении «от себя».

В местах примыкания пешеходной зоны к зданиям уклон земляного полотна должен быть не менее 25‰ от здания. При устройстве корытообразного профиля пешеходной зоны, прилегающей к зданиям, необходимо обследовать состояние гидроизоляции стен подвала здания или его фундамента. При обнаружении дефектов гидро­изоляции проектная организация должна разработать по заданию заказчика проектные решения по ее восстановлению. После устройства земляного полотна следует произвести его приемку с составлением акта освидетельствования скрытых работ.

Устройство слоев оснований

До начала устройства слоев оснований земляное полотно должно быть принято по акту освидетельствования скрытых работ.

Работы по устройству дополнительных слоев оснований, а также самих оснований следует выполнять в следующей последовательности:

1) подача и россыпь материала с учетом коэффициента запаса на уплотнение;

2) разравнивание и предварительное уплотнение, профилирование поверхности;

3) окончательное уплотнение.

Устройство дополнительных слоев оснований

Устройство дополнительных слоев оснований из песка, щебеночно-гравийно песчаных и песчано-гравийных смесей следует производить в соответствии с требованиями устройства оснований из щебеночно-гравийно-песчаных смесей, щебеночно-песчаных шлаковых смесей и песка. Морозоустойчивость материала дополнительного слоя основания характеризуется коэффициентом пучения Кпуч, определяемым по ГОСТ 28622. Дренирующие свойства материала дополнительного слоя основания характеризуются коэффициентом фильтрации, определяемым по ГОСТ 25584.

Устройство оснований из щебеночно-гравийно-песчаных смесей, щебеночно-песчаных шлаковых смесей и песка

Материалы для устройства оснований должны соответствовать требованиям ГОСТ 25607, СТБ 1705 и ГОСТ 8736.  Наименьшая толщина распределяемого слоя материала должна в 1,5 раза превышать размер наиболее крупных частиц этого материала. Максимальная толщина уплотняемого слоя не должна превышать значений, указанных в табл. 2.

Объем материала в насыпном виде следует определять с учетом коэффициента запаса на уплотнение.

Коэффициент запаса материала на уплотнение следует принимать:

• для щебеночно-гравийно-песчаных смесей оптимального состава и асфальтогранулята – 1,25–1,3;
• для песков с модулем крупности 2 и менее – 1,35;
• для песков с модулем крупности более 2 – 1,15.

Материалы для устройства оснований следует завозить автосамосвалами и разгружать на подготовленное земляное полотно. При больших площадках строительства допускается материалы оснований складировать на земляном полотне. Разравнивание материала на площадях и пешеходных зонах следует производить автогрейдером, на узких тротуарах и дорожках – ковшом автопогрузчика на толщину слоя или вручную. Распределение материала следует вести только в направлении «от себя». Материал основания (кроме асфальтогранулята) должен иметь влажность, близкую к оптимальной, с отклонениями не более 10%. При недостаточной влажности материал следует доувлажнять за 20–30 мин. до начала уплотнения.

Уплотнение основания следует производить в два этапа. На первом и втором этапах слой основания уплотняют катками на пневматических шинах массой не менее 16 т с давлением в шинах 0,6–0,8 МПа или виброкатками массой не менее 6 т, а также виброуплотняющими площадками массой более 130 кг.

Как правило, общее число проходов катков составляет не менее:

• на пневматических шинах – 20 (7 – на первом этапе и 13 – на втором);
• вибрационного действия – 9 (3 – на первом этапе и 6 – на втором).

При уплотнении основания виброуплотняющей площадкой в качестве материала основания наиболее эффективно использовать смеси С6, С7, С8 по ГОСТ 25607.

Косвенным признаком окончательного уплотнения основания является отсутствие на поверхности уплотняемого слоя следа после прохода катка массой не менее 13 т.

Устройство оснований из щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных, щебеночно-гравийно-песчаных смесей и песчаных грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими

Щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные смеси и песчаные грунты, укрепленные цементом, должны соответствовать требованиям СТБ 1521. Укрепленные смеси следует приготавливать в смесителях принудительного перемешивания на специализированных предприятиях. Подбор состава смеси осуществляет лаборатория предприятия. Подобранные составы смесей должны обеспечивать проектные марки укрепленного материала по прочности и морозостойкости, указанные в проектной документации.

При подборе составов смесей с требуемыми параметрами необходимо определить:

• зерновой состав гравийно-песчаных, щебеночно-гравийно-песчаных смесей, соответствующий кривым плотных смесей и обеспечивающий максимальную плотность укрепленных материалов;
• оптимальное количество воды с заданным количеством вяжущего для получения максимальной плотности укрепленной смеси выбранных минеральных материалов и портландцемента.

Количество цемента при подборе составов смесей из минеральных материалов рекомендуется назначать по табл. 3.

Содержание воды в укрепленных смесях должно обеспечивать их максимальную плотность. Уменьшение или увеличение влажности укрепленной смеси на 1–2% по сравнению с оптимальной приводит к снижению прочности укрепленного материала на 10–30%. Компенсация потери прочности в этом случае возможна за счет увеличения количества вяжущего на 10–20%. Как правило, расход воды следует назначать в процентах по массе смеси минеральных материалов и вяжущего. При использовании минеральных материалов и цемента в смесь вводят 5–8% воды. Количество воды в укрепленной смеси должно обеспечивать ее оптимальную влажность при уплотнении с учетом потерь влаги при транспортировании и распределении и определяется опытным путем.

При температуре воздуха выше 20° с укрепленную смесь при транспортировании автомобилями-самосвалами следует закрывать брезентом.

Максимальную плотность укрепленных смесей при подборе составов и изготовлении образцов определяют по 11.3 СТБ 1521.

Продолжительность транспортирования укрепленных смесей минеральных материалов с цементом, начало схватывания которого не ранее чем через 2 ч. после начала затворения водой, не должна превышать 30 мин. при температуре воздуха во время укладки выше 20° с и 50 мин. – при температуре воздуха ниже 20° С. Технологический разрыв между приготовлением укрепленной смеси и окончанием ее уплотнения в основании не должен превышать 3 ч.

Распределение укрепленных смесей на пешеходных зонах большой площади рекомендуется осуществлять укладчиками дорожно-строительных материалов. Допускается использовать автогрейдеры. При этом смесь вывозят самосвалами и выгружают на дополнительный дренирующий слой основания в два ряда параллельно продольной оси основания. Расстояние между выгруженной из каждого автомобиля смесью следует определять количеством смеси в автомобиле и требуемой толщиной основания.

На узких тротуарах и дорожках распределение смеси ведется вручную при помощи инвентарного инструмента. При распределении смеси следует контролировать толщину, ровность и поперечные уклоны устраиваемого основания.

Толщину слоя распределяемой смеси необходимо назначать с учетом коэффициента запаса на уплотнение, который определяется опытным путем для каждой смеси в начале производства работ (ориентировочно – 1,2–1,3).

Уплотнять основание рекомендуется катками на пневматических шинах, виброкатками или виброуплотняющими площадками. Тип механизма, число проходов по одному следу выбирают в зависимости от конструкции основания. Ориентировочным признаком окончания уплотнения может служить отсутствие следа от прохода катка массой не менее 13 т. При этом коэффициент уплотнения должен соответствовать требованиям проектной документации и быть не менее 0,98 стандартной плотности. Недоуплотнение смеси на 8–10% приводит к снижению прочности основания на 5–15%. Уплотненное основание требует специального ухода в течение 28 суток. После окончания уплотнения основания на его поверхность следует нанести слой песка толщиной 5–6 см и поливать водой с учетом погодных условий первые 7 суток через 3–4 ч., далее – не реже 1 раза в смену для того, чтобы поддерживать песок во влажном состоянии. При нарушении технологии ухода за основанием прочность его снижается на 10–30%, при отсутствии ухода – на 45–50%. Уход за основанием не требуется, если сборное покрытие укладывают непосредственно после устройства основания.

Особенности применения сухих щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных, щебеночно-гравийно-песчаных смесей и песчаных грунтов, укрепленных цементом

Применение сухих смесей обеспечивает устройство оснований при пониженных температурах в период с октября по апрель. Земляное полотно, на котором устраивают основание из сухих смесей минеральных материалов, укрепленных цементом при пониженных температурах, должно быть сооружено в период с мая по сентябрь. При устройстве оснований из сухих смесей минеральных материалов с цементом исключается процесс увлажнения до оптимальной влажности смеси при ее приготовлении. Для приготовления сухих смесей следует применять гравийно-песчаные смеси оптимального и неоптимального состава, пески гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие, имеющие естественную влажность не более 4%. Порядок подбора составов сухих смесей, укладываемых в основание сразу после их приготовления, аналогичен порядку подбора составов смесей для устройства оснований из щебеночно-гравийно-песчаных смесей, щебеночно-песчаных шлаковых смесей и песка. Количество цемента при подборе составов сухих смесей рекомендуется принимать по табл. 4.

Максимальная крупность зерен гравийно-песчаных смесей для устройства оснований пешеходных зон не должна превышать 40 мм. Cледует учитывать, что уложенные в основание дорожной одежды сухие смеси без доступа воды не доуплотняются на 4–6% стандартной плотности. Cухие смеси следует профилировать и уплотнять, при этом величина коэффициента уплотнения должна определяться пробным уплотнением.

Устройство оснований

из фракционированного щебня, обработанного в верхней части песком, укрепленным цементом, методом перемешивания или методом пропитки-вдавливания

Материалы оснований, устроенных по технологии обработки щебеночного слоя в верхней части песком, укрепленным цементом (далее – пескоцементная смесь), должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267, ГОСТ 3344, СТБ 1521. В возрасте 28 суток пескоцементная смесь должна иметь прочность не менее 2 МПа.

Щебеночный слой основания следует обрабатывать пескоцементной смесью методом перемешивания или методом пропитки-вдавливания.

Строительство оснований методом пропитки-вдавливания заключается в заполнении пескоцементной смесью пустот щебеночного слоя посредством воздействий различного характера:

• собственным весом и вдавливанием при укатке (механическим воздействием);
• вибрацией с использованием виброуплотняющих площадок;
• вибрацией и давлением –с помощью вибрационных катков;
• поверхностным давлением – с помощью катков на пневматических шинах.

Щебень перед обработкой пескоцементной смесью следует тщательно спланировать автогрейдером и полить водой в количестве 3–10 л на 1 м2. Пескоцементную смесь необходимо распределить по поверхности слоя щебня профилировщиком или автогрейдером.

Расход пескоцементной смеси определяют в зависимости от пустотности щебня и глубины обработки слоя. Для обработки слоя щебня вибрацией и давлением следует использовать виброкаток типа ДУ-54, вибрационный валец которого способствует прониканию распределенной пескоцементной смеси в пустоты щебеночного слоя за три-четыре прохода по одному следу. Для обработки слоя щебня на первом этапе следует применять катки на пневматических шинах, вдавливая пескоцементную смесь двумя-тремя проходами катка по одному следу. Окончательно уплотнять слой следует катками на пневматических шинах типов ДУ-31, ДУ-29 за 12–16 проходов по одному следу.

Пескоцементную смесь следует производить на специализированных предприятиях в смесителях принудительного действия. Подбор состава пескоцементной смеси для обработки щебня на неполную глубину следует осуществлять в лаборатории предприятия-изготовителя.

В каждом конкретном случае марку образцов из смеси следует назначать так, чтобы получить требуемую прочность (расчетный модуль упругости) обработанной части и всей конструкции основания в целом согласно требованиям проектной документации.

Общая толщина слоя основания должна быть не менее 0,10 м и не более 0,25 м. Максимальный размер зерен щебня не должен превышать 2/3 толщины основания.

Максимальная глубина обработки щебня пескоцементной смесью при устройстве основания методом перемешивания профилировщиком должна быть не более 0,15 м, а при использовании катков на пневматических шинах и вибрационных катков – не более 0,07 м. При приготовлении пескоцементной смеси требуемой марки по прочности ориентировочно расход цемента при использовании песков различного зернового состава рекомендуется принимать по табл. 5.

Оптимальное количество воды в смеси лаборатория устанавливает экспериментально при подборе состава смеси (ориентировочно 7–10% по массе сухой смеси).

При устройстве оснований методом перемешивания на подготовленный подстилающий слой вывозят щебень, количество которого следует устанавливать с учетом толщины основания и коэффициента уплотнения, установленных в проектной документации.

Щебень распределяют предварительно бульдозером или автогрейдером, а окончательно на проектную толщину основания с учетом коэффициента уплотнения – профилировщиком типа ДС-108 или другими распределительными механизмами за один проход. При необходимости щебень после распределения перед обработкой пескоцементной смесью следует увлажнить для того, чтобы получить в последующем смесь щебня с пескоцементной смесью оптимальной влажности (ориентировочный расход воды – до 10 л на 1 м2) и прикатать для проезда строительного транспорта (два–три прохода катка по одному следу). Пескоцементную смесь предварительно распределяют автогрейдером, а окончательно укладывают по поверхности распределенного щебня профилировщиком или другими распределителями. Расход пескоцементной смеси определяют с учетом заданной глубины обработки слоя щебня и количественного соотношения щебня и пескоцементной смеси в обработанной части слоя.

Пескоцементную смесь планируют профилировщиком за один проход. По окончании распределения пескоцементную смесь необходимо перемешать с уложенным щебнем на расчетную (требуемую) глубину. Максимальная глубина перемешивания для профилировщика не должна превышать 0,15 м. При необходимости полученную смесь увлажняют до оптимальной влажности и вторично перемешивают одним или двумя проходами профилировщика. По окончании перемешивания планируют основание за один проход профилировщика. Основание сразу после перемешивания следует уплотнить за 12–16 проходов катка на пневматических шинах по одному следу. Уплотнение производят в направлении от краев основания к середине.

Уплотнение должно быть закончено в течение 3 ч. с момента приготовления пескоцементной смеси (в этот период включается время на транспортирование готовой пескоцементной смеси на стройплощадку, ее распределение и уплотнение).

По окончании уплотнения основания за ним необходимо осуществлять такой же уход, как и при устройстве оснований из щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных, щебеночно-гравийно-песчаных смесей и песчаных грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими.

Устройство монолитных бетонных оснований

Бетонная смесь, применяемая для устройства оснований, должна соответствовать требованиям СТБ 1035 и проектной документации.

Разрешается укладывать бетон в основание только после приемки подстилающего слоя по акту освидетельствования скрытых работ.

Устройство бетонных оснований с применением комплекта бетоноукладочных машин следует выполнять в соответствии с 9.8 ТКП 059.

По ТКП 45-3.02-7-2005 (02250) МКС 91.200 «Благоустройство территорий. Дорожные одежды с покрытием из плит тротуарных. Правила устройства» (Изменение № 1)