КОНТРОЛЬ ЗА РАЗРАБОТКОЙ ГРУНТОВ В КАРЬЕРАХ

- для песчаных и глинистых грунтов: гранулометрический состав, плотность частиц грунта, плотность границы текучести и раскатывания (для глинистых грунтов), угол внутреннего трения и удельная сила сцепления, коэффициент фильтрации, компрессионные характеристики, влажность, оптимальная влажность и оптимальная плотность сухого грунта;

- для камня и крупнообломочных грунтов: предел прочности на одноосное сжатие, распределение камней по крупности, содержание лещадки, каменной мелочи и мелкого грунта, коэффициент размягчения камня при насыщении его водой, коэффициент разрыхления K_p = _кар / _у, где _кар - плотность карьерного грунта; _у - плотность уложенного в плотину грунта; морозостойкость, водопоглощение.

В исключительных случаях геотехническая лаборатория уточняет данные геологической разведки карьера.

3.2. При разработке карьера контрольный пост осуществляет наблюдения за:

- составом разрабатываемого грунта;

- соответствием его проекту и техническим условиям;

- соответствием отметок и контуров разработки карьера проекту и техническим условиям.

В случае, если состав разрабатываемого грунта отличается от проекта и технических условий или разработка карьера выходит за пределы намеченного контура, контрольный пост немедленно извещает об этом геотехническую лабораторию для принятия мер по ликвидации нарушения. Заготовка требуемого по проекту грунта в карьере в основном определяет качество сооружения и интенсивность его возведения.

3.3. При разработке карьеров переувлажненных глинистых грунтов необходимо принимать меры по защите их от подпитывания атмосферными и грунтовыми водами, а также осуществлять специальные мероприятия для обеспечения требуемой влажности грунта (по проекту).

3.4. Для регулирования попадания в насыпь мелочи необходимо при погрузке камня на транспортные средства добиваться равномерного ее распределения. С этой целью, мелочь, скапливающуюся на подошве забоя, нужно постоянно подгребать экскаватором в ходе погрузки или удалять в случае, если количество ее окажется больше допустимого.

3.5. При работе в зимний период необходимо наблюдать за выполнением указаний Технических условий и СНиП 3.01.04-87, в части подготовки и защиты карьеров (рыхление, снегозадержание, подъезды, утепление и др.).

3.6. При возведении намывных плотин основной задачей контроля за карьерными работами является установление соответствия характеристик грунта проектным требованиям для выявления пригодности грунта данного карьера. При этом необходимо определить следующие характеристики:

- для песчаных, гравийных и галечниковых грунтов: гранулометрический состав, содержание органических включений и водорастворимых солей;

- для пылеватых и глинистых грунтов: влажность, число пластичности, содержание органических включений и водорастворимых солей.

3.7. Геотехническая служба имеет право давать непосредственные указания лицам, ответственным в течение смены за разработку карьера, об удалении в отвал грунта, отличающегося по гранулометрическому составу от проектного или содержащего недопустимые по условиям намыва включения (корневища, валуны и т.п.), и об изменении расположения механизмов в карьере.

3.8. Ежедневно, не менее двух раз в смену должны отбираться пробы грунта, подаваемого к сооружению в железнодорожных вагонах или автомашинах. Взятые за каждую смену пробы грунта смешиваются, и из них отбирается средняя, которая направляется в лабораторию для определения гранулометрического состава.

3.9. При разработке грунта земснарядами систематически, не реже 1 раза в 10-15 дней, путем визуальных наблюдений должна определяться правильность отработки участков карьера в установленных проектом производства работ и вынесенных на место границах. Глубину выработанного пространства следует проверять по промерам, выполняемым при операционном контроле командой земснаряда и геодезической службой строительного управления. Инструментальный замер профильных выемок должен выполняться этой службой по СНиП 3.02.01-87.

3.10. С целью определения частоты извлечения грунта при разработке участка карьера на геологический продольный профиль забоя с указанной на нем проектной линией дна должны наноситься отметки фактической выемки.

3.11. При размыве грунта гидромониторными установками систематически проверяется правильность разработки карьера путем наблюдения за высотой уступа, отметкой и уклоном подошвы забоя, положением отдельных участков и их бортов в плане и соответствие очередности разработки карьера проекту.

3.12. В случае систематической подачи грунта, отличающегося по гранулометрическому составу от принятого в проекте, начальник геотехнической службы имеет право запретить намыв сооружения и через главного инженера строительства потребовать от организации, ведущей намывные работы, изменить местоположение забоя земснаряда и глубину разработки грунта, что должно быть согласовано с проектной организацией.

3.13. Наибольшие размеры недробимых монолитов горной массы, добываемой в скальных карьерах, рекомендуется назначать сообразно толщине рабочих слоев наброски и требуемой технологии ее уплотнения, в частности, не допускающей скопления негабаритов.

Для достаточно однозернистых слоев большой толщины, но не более 10 м, уплотняемых водою и отчасти колесами тяжелого грунтовозного транспорта, наибольший размер камней ограничивается только возможностями их погрузки или транспортировки к месту укладки.

При малой толщине слоев (до 3 м) и при механическом уплотнении наброски (виброкатками, тяжелыми катками статического и ударного действия, колесами тяжелого грунтовозного транспорта и др.) наибольший размер каменных монолитов не должен превышать 0,5 толщины слоя, причем объем отдельных камней не должен быть более 0,5 м³.

3.14. Для повышения эффективности массовых взрывов в карьерах, уменьшения процента негабаритных камней и сведения до минимума усложнения экскаваторных работ в зоне контактов взорванной и монолитной скалы рекомендуется:

а) в крепких, нетрещиноватых породах, где можно допустить по соображениям техники безопасности угол скоса уступа, близкий к 90°, и работу с подобранным забоем, применять высокие уступы (свыше 15 м) с многорядным короткозамедленным (одновременным) взрыванием, а в ряде случаев комбинированное взрывание; рациональные конструкции зарядов и соответствующее их размещение; скважины наклонного бурения и др.;

б) в породах, опасных в отношении вывалов и даже обрушений, при высоких уступах применять взрывание зажатых забоев (на ранее взорванную горную массу);

в) в некоторых случаях применять взрывание очень высоких забоев, подразделяя их по высоте, например, на три уступа.

При наличии высоких уступов в карьерах рекомендуется завершающее контурное взрывание по каждому уступу, особенно, если с помощью предварительного откола необходимо сохранить качество скального массива за пределами этого откола. При этом следует учитывать, что контурное взрывание дает лучшие результаты в монолитной скале или при трещиноватости, близкой к горизонтальному залеганию слоев.

3.15. Разработка грунтов в карьерах ведется в соответствии с проектом, в случае выявления отклонения характеристик грунта в карьере от проектных уточняются ТУ на их разработку.

Для больших плотин и для плотин, строящихся в сложных геологических и гидрогеологических условиях, на устройство их оснований и сопряжений с берегами проектной организацией должны быть разработаны специальные Технические условия, которыми необходимо руководствоваться при производстве работ.

4.2. Подготовка основания производится в соответствии с проектом и дополнительными требованиями, которые могут возникнуть после вскрытия основания.

4.3. Перед укладкой грунта в понур следует ликвидировать неровности в его основании. Крутые или обрывистые откосы в основании понура следует делать пологими, придавая им уклоны не круче 1:4.

4.4. Проверка качества грунта основания производится по данным лабораторных исследований проб грунта, отобранных из основания. Отбор проб производится из шурфов различной глубины, зависящей от геологического строения основания. Шурфы закладываются по зачищенной поверхности основания после проверки ее отметок. Пробы грунта отбираются с глубины 30 см из каждого шурфа. Шурфы после отбора проб засыпаются грунтом из основания с плотностью, близкой к плотности грунта основания.

Для всех отобранных проб связных грунтов обязательными для определения являются плотность сухого грунта и влажность, для несвязных грунтов - плотность сухого грунта, влажность, гранулометрический состав и предельные плотности сложения сухого песка. В случае отклонения гранулометрического состава от требований ТУ на возведение сооружений для оценки плотности сложения определяют коэффициент относительной плотности I_d.

Примечания. 1. Пределы пластичности определяются для характерных типовых разностей связных грунтов выборочно.

2. При обнаружении отклонений гранулометрического состава от требований ТУ кроме плотностей сухого песка в максимально плотном и максимально рыхлом состояниях определяются их морфологические параметры, а также максимальная молекулярная влагоемкость для решения вопросов об изменении сроков контроля с учетом водоотдачи грунта.

По всем отобранным из данного слоя пробам грунта определяется расчетное значение плотности грунта в сухом состоянии (методом, указанным в разделе 10), которое сравнивается с принятым в проекте.
4.5. Помимо отбора проб грунта из основания, в соответствии с п.4.4 настоящего Руководства, производятся комплексные контрольные исследования по грунтам основания с определением всех физико-механических характеристик. Такие исследования производятся геотехнической лабораторией путем отбора больших монолитов. Количество таких монолитов определяется геотехнической лабораторией в каждом конкретном случае отдельно, но не более 1/100 от количества образцов, для определения плотности по п.4.4 настоящего Руководства.

4.6. Для полного комплекса исследований физико-механических характеристик грунта основания необходимо определить и вычислить следующие величины:

- для песков: плотность частиц, плотность в естественном состоянии, влажность, плотность сухого грунта, пористость, плотность в максимально плотном и максимально рыхлом состояниях, гранулометрический состав, сдвиговые характеристики, компрессионные характеристики и коэффициент фильтрации для грунтов с ненарушенной структурой;

- для связных грунтов: плотность частиц, плотность в естественном состоянии, влажность, плотность сухого грунта, пористость, границы и число пластичности, консистенция, гранулометрический состав, угол внутреннего трения и сцепление, компрессионные характеристики, коэффициент фильтрации для грунтов с ненарушенной структурой, содержание гумуса, солей, хлоридов, гипса и карбонатов.

Примечание. Определение угла естественного откоса, набухаемости, скорости размокаемости камня, полной влагоемкости, максимальной молекулярной влагоемкости и др. производится при необходимости по специальному заданию.
4.7. В местах примыкания земляной плотины к бетонным сооружениям и к берегам из тела плотины в зоне контакта отбираются дополнительные пробы для определения плотности, влажности (для глинистых грунтов) и коэффициента фильтрации.

4.8. При оценке качества грунтов нескального основания надлежит обращать особое внимание на наличие в нем: суффозионных грунтов; грунтов, в которых при постройке плотины может развиваться избыточное поровое давление в связи с их консолидацией; грунтов, при нагружении которых могут возникать неравномерные осадки плотины; прослойки слабых глинистых грунтов с пониженными характеристиками прочности  и c.

4.9. При оценке качества скального основания надлежит обращать особое внимание на наличие в нем: трещин, заполненных иногда легко вымываемыми мелкими фракциями грунта; сбросов и сдвигов, ослабленных зон, которые могут оказаться неустойчивыми и разрушаться при насыщении их водой.

4.10. При общей оценке на месте скального основания и назначении требуемых мероприятий для его подготовки рекомендуется поверхность основания промыть струей гидромонитора.

Противофильтрационные мероприятия на контакте между суглинистым ядром или экраном и скальным основанием (расчистка и заделка крупных трещин бетоном, применение площадной цементации, набрызговой бетон, специальные локальные преграды трещины и др.) должны выполняться согласно рабочему проекту скального основания с учетом детального инженерно-геологического обоснования. Основание под укладку противофильтрационного устройства плотины принимается по участкам, желательно по сетке квадратов, комиссией, фиксирующей данные приемки в журнале.

4.11. На участках скального основания под призмами высоких каменнонабросных плотин рекомендуется оставлять или насыпать подушку из гравийно-галечно-валунного грунта толщиной не менее наибольших размеров отдельностей каменной наброски (d₈₀ или d₉₀).

При очень крутых скальных бортах рекомендуется контурное взрывание (гладкий откол) наклонными скважинами.

Вскрышные работы по крутым бортам основания под каменнонабросные призмы в ряде случаев целесообразно выполнять с помощью гидромониторов, удаляя смытый грунт обычными средствами механизации земляных работ или способом саморазмыва.

4.12. Перед началом намыва сооружения (или его участка) должна быть проведена приемка основания, при которой устанавливается, насколько основание отвечает требованиям проекта и Техническим условиям:

- по выполнению вскрышных работ и соответствию проектным отметкам, что определяется геодезической съемкой;

- по физико-механическим характеристикам грунта, которые определяют по пробам грунта, отобранным с основания (включая грунт, уложенный в месте перебора и заменяющий некачественный грунт). Отбор проб производится по контрольным поперечникам и створам, принятым для контроля намытого грунта, а также в характерных местах между поперечниками при наличии, например, слабых грунтов.

Примечания. 1. Физико-механические характеристики грунтов основания устанавливаются проектом в зависимости от класса капитальности, назначения сооружения и характеристики грунта.

2. К акту на приемку основания должен быть приложен акт на скрытые работы, если таковые были выполнены.
Подготовка оснований под реакторные отделения
4.13. Реакторные отделения АЭС имеют сплошные круглые или квадратные фундаменты большой площади при среднем удельном давлении на грунт, достигающем 0,6-0,8 МПа. При указанных нагрузках осадки, в зависимости от грунтовых условий, могут достигать 20-50 см.

Нормальная эксплуатация реакторных отделений АЭС допускает лишь незначительные отклонения конструкций от вертикали.

В связи со сказанным подготовка оснований под реакторные отделения при любых грунтовых условиях требует тщательного инженерно-геологического исследования, учета всех условий при проектировании и особо точного соблюдения требований проекта исполнителями работ и службой геотехнического контроля.

Подготовка оснований под реакторные отделения должна проводиться, как правило, по индивидуальным техническим условиям [62], учитывающим особенности геологического строения оснований.

4.14. В связи с повышенными требованиями, предъявляемыми к основаниям реакторных отделений, их подготовка, в зависимости от грунтовых условий, может вызвать следующие дополнительные мероприятия по увеличению их несущей способности:

- уплотнение грунта различными способами с применением гидровиброуплотнителей, виброштанг, поверхностных особо тяжелых трамбовок, грунтовых свай, а также взрывным способом;

- замена грунта с послойным уплотнением;

- применение свайных фундаментов различных видов;

- улучшение свойств грунтов путем цементации или силикатизации.

4.15. Если основание сложено плотными грунтами, а проектом не предусмотрены дополнительные мероприятия по его укреплению, геотехнический контроль должен производиться по методике, принятой для приемки оснований под обычные сооружения.

4.16. При дополнительном уплотнении или закреплении грунтов основания служба геотехнического контроля должна провести определение плотности грунта на глубине, до которой проводилось упрочнение. В этом случае отбор проб необходимо проводить путем устройства контрольных скважин или проходки шурфов, располагаемых в соответствии с техническими условиями или проектом производства работ на подготовку оснований. При проверке качества основания целесообразно также использовать геофизические методы.

4.17. При замене грунта в основании и послойном уплотнении количество отбираемых контрольных проб грунта должно назначаться не менее 4 на 100 м² площади основания из каждого слоя отсыпки.

4.18. При поступлении из карьера грунтов для замены грунта основания, отличных по физико-механическим характеристикам от указанных в проекте, служба геотехнического контроля обязана приостановить работы и сообщить об этом проектной организации, Заказчику и главному инженеру строительства.

4.19. При устройстве свайных фундаментов служба геотехнического контроля должна потребовать проведения строительной организацией испытания опытных свай. По результатам испытаний проектная организация должна подготовить заключение, дающее разрешение на дальнейшее производство работ.

4.20. При выполнении работ по цементации или силикатизации грунтов основания контроль должен проводиться по специальной методике, которую необходимо включать в проект производства работ. В методике следует предусмотреть контроль исходного грунта, материалов для закрепления и определение характеристик закрепленных грунтов путем отбора проб в скважинах или шурфах и их испытаний в лабораторных условиях.

4.21. При оценке качества скальных оснований геотехнический контроль следует проводить в соответствии с проектом производства работ или Техническими условиями на подготовку основания.

4.22. При контроле качества основания сооружения, расположенного в Северной строительно-климатической зоне, следует обращать внимание:

для скальных оснований - на степень выветрелости скалы, ширину раскрытия трещин и степень их заполнения мелкозернистыми грунтами, льдистость в виде линз;

для нескальных оснований - на сыпучие грунты (степень льдистости и заторфованности), связные грунты (степень льдистости, заторфованности и засоленности).

4.23. Обработка результатов геотехконтроля должна проводиться в соответствии с требованиями раздела 10.

- оптимальной толщины укатываемого слоя из условий обеспечения требуемой плотности грунта;

- оптимальной влажности, при которой грунт должен укладываться в сооружение;

- необходимого количества проходов уплотняющих средств по одному следу.

Опытное уплотнение следует производить для каждого вида грунта, используемого в сооружении, и для каждого типа применяемых уплотняющих машин.

5.2. Технология укладки грунта насухо с механическим уплотнением включает в себя следующие операции, последовательность которых для получения качественной насыпи должна строго соблюдаться:

а) отсыпка слоя заданной толщины;

б) разравнивание отсыпанного грунта с уклоном 0,005 в сторону верхнего бьефа для обеспечения стока атмосферных осадков (при укладке дренирующих грунтов укатываемые слои должны быть горизонтальны);

в) уплотнение уложенного грунта;

г) контрольный отбор проб;

д) подготовка уплотненного слоя грунта возводимой насыпи перед укладкой последующего путем размельчения комьев глинистого грунта.

Поверхность слоя, уплотненного кулачковыми катками или другими механизмами, перед отсыпкой последующего слоя может не рыхлиться.

5.3. Рабочая площадь напорного сооружения или его части (верховой клин, ядро, переходная зона, экран и т.п.) должна быть разделена на равновеликие по площади карты, на каждой из которых последовательно производятся операции: выгрузка, разравнивание, увлажнение или подсушивание и уплотнение грунта.

Размер карт и потребность в оборудовании назначаются из условия непрерывного выполнения всех необходимых операций.

Примечание. При возведении плотин из связного грунта при наличии в нем значительного количества крупных комьев надлежит производить их размельчение с помощью дискорыхлителей.
5.4. При возведении плотин смешанного типа, состоящих из нескольких зон, послойно отсыпаемых из различных грунтов, необходимо применять переносные ограничительные знаки и принимать меры к недопущению попадания грунта из одной зоны в другую.

5.5. В случае использования для плотины неоднородного грунта, содержащего в виде включений крупнообломочный материал, проектом должен устанавливаться допустимый максимальный размер этих фракций, который не должен превышать половины толщины отсыпаемого слоя грунта в уплотненном состоянии. Фракции крупнее допустимых должны быть удалены.

Обломочный материал в теле плотины следует располагать равномерно без образования скоплений в виде гнезд и цепочек, при этом общее количество его не должно превышать 20% общего объема грунта в каждом слое.

5.6. Грунт в сооружении должен быть уплотнен до требуемой величины плотности сухого грунта, заданной проектом. Отступление от заданной проектом плотности не допускается.

Для сравнения с проектом следует по данным геотехконтроля определить расчетное значение плотности сухого грунта.

Примечание. Отступления от требований проекта допускаются только по согласованию с проектной организацией при соответствующем обосновании.

5.8. Понур может сооружаться независимо от времени укладки тела плотины. При наличии экрана понур должен возводиться до укладки экрана или его части, прилегающей к понуру.

5.9. Укладку грунта в понур следует вести горизонтальными слоями, а уплотнение его - согласно проекту сооружения. Если понур выполняется отдельными участками, то сопряжение их между собой осуществляется по откосу не круче 1:2.

5.10. Экраны, устраиваемые из глины или суглинка, следует укладывать под небольшим уклоном к горизонтальным плоскостям с требуемым уплотнением, чтобы обеспечить отвод дождевых и талых вод.

Возведенная часть экрана должна быть пригружена немедленно или с отставанием по высоте не более 3 м от уровня укладки тела плотины.

5.11. При возведении плотин с пластичными экранами и наклонными ядрами, укладка переходных зон во избежание засорения фильтрового материала связными грунтами должна производиться с опережением, величина которого в каждом конкретном случае устанавливается проектом сооружения.

5.12. При возведении плотин с центральным ядром, имеющим крутые откосы (до 10:1), укладку переходных зон (материал которых имеет более пологие углы естественного откоса) следует осуществлять, сохраняя углы естественного откоса и последовательно смещая слои один относительно другого (укладка "елочкой").

5.13. Технологию возведения плотин в зимних условиях необходимо выполнять на основе проекта, в котором должны быть решены все важнейшие связанные с этим задачи. Составной частью проекта должны быть местные инструкции. В таких проектах, в частности, следует указывать, что контроль качества работ зимой должен быть более строгим, чем в летний период.

При возобновлении работ по промораживанию в зимний период уложенного слоя глинистых грунтов до температуры ниже минус 2 °С перед укладкой вышележащих слоев необходимо проведение либо полного оттаивания замороженной толщи грунта, либо дополнительные меры по обеспечению высокой надежности контакта между нижележащим и вновь укладываемым слоями.

Примечание. В качестве дополнительных мероприятий для улучшения контакта следует производить прогрев с поверхности на глубину 5-6 см с помощью газотурбинных установок, засоление поверхности грунта на глубину до 5 см концентрированными растворами NaCl.