Строительные свойства грунтов и их расположение в земляном полотне.

ЛЕКЦИЯ № 5 ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО

Существует две классификации грунтов, применяемых для устройства земляного полотна:

- дорожная, которая характеризует грунты в зависимости от содержания в них количества песчаных и пылеватых частиц, по числу пластичности и содержанию фракций;

- по трудности разработки грунтов дорожными землеройными машинами, отчего зависит производительность механизмов.

По содержанию твердых частиц и характеру связи между ними грунты бывают:

- с пластичной связью между зернами – глинистые, связные и малосвязные (табл. 4.1);

- без связи между зернами - щебеночные (крупнообломочные) и пески; - с жесткой связью между зернами - полускальные и скальные.

Теоретически все грунты могут использоваться в дорожном строительстве. Однако для отдельных грунтов предусматривают некоторые конструктивные и технологические мероприятия по улучшению их свойств.

Таблица 4.1

Крупнообломочные и песчаные грунты являются хорошим материалом для всех слоев земляного полотна, особенно при слабых основаниях, на болотистых участках.

Для возведения земляного полотна не допускается применять:

- глинистые грунты, находящиеся в текучем состоянии, обладающие низкой прочностью; лессы, лессовые и лессовидные - разновидность глинистых пылеватых грунтов с повышенной пористостью, превышающей 40% (при увлажнении быстро размокают и проседают, легко размываются);

- мергели - переходную породу от известняка к глинам (при увлажнении набухают и размокают);

- сланцевые глины - плотные, слоистые (в воде быстро разрушаются, плохо уплотняются);

- торф - органо-минеральную массу, содержащую более 60% растительных остатков (сильно сжимается);

- черноземы - грунты, содержащие гумус и разложившиеся растительные остатки (при увлажнении сильно набухают и теряют прочность);

- засоленные грунты - содержащие водорастворимые соли в количестве более 8% при хлоридном и более 5% при сульфатном засолении.

Супесь легкая - лучший грунт для устройства земляного полотна, плотно и легко укатывается, быстро просыхает; супесь пылеватая -малосвязный пучинистый грунт с высоким капиллярным поднятием воды, в водонасыщенном состоянии почти целиком утрачивает несущую способность, хорошо обрабатывается вяжущими материалами, мало пригоден для строительства земляного полотна. Супесь пылеватая тяжелая - типичный пучинистый грунт, легко переходит в плывунное состояние, хорошо разрабатывается, применяется редко в дорожном строительстве.

Суглинок легкий - связный грунт, подвержен процессам пучино-образования; суглинок легкий пылеватый - более подвержен капиллярному поднятию воды и более склонен к пучению, мало пригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжелый пылеватый - мало пригоден для строительства земляного полотна; суглинок тяжелый - связный плотный грунт с малой водопроницаемостью, применяется как добавка к песчаным грунтам.

Глинистые грунты подвержены процессам набухания и усадки, очень трудны в разработке, практически водонепроницаемые. Глина песчанистая пригодна для строительства земляного полотна, глина пылеватая - малопригодна, глина жирная - непригодна.

В случае сооружения насыпи из неоднородных грунтов в нижнюю часть земляного полотна укладывают более глинистые грунты, а верхние слои устраивают из пригодных для дорожных работ супесей и суглинков. Пылеватые грунты в земляном полотне не применяют.

В последние годы в дорожном строительстве применяют грунты искусственного происхождения: отходы обогатительных фабрик, терриконы шахт, отходы ТЭЦ, формовочные земли. Применение этих грунтов освобождает полезные площади, занимаемые отвалами. Земляное полотно в таких случаях проектируют по индивидуальным проектам с обеспечением водно-теплового режима и водоотвода.

Поверхностям слоев водонепроницаемых грунтов необходимо при давать двухскатный поперечный профиль от оси дороги с уклоном 20-40‰. Запрещается бессистемная отсыпка различных по свойству грунтов, так как это способствует образованию водонасыщенных линз и увлажненных наклонных поверхностей, по которым возможно оползание грунта. Разнородные грунты отсыпают горизонтальными слоями, отсыпка насыпи в виде замкнутого ядра из одного грунта не рекомендуется. При реконструкции земляного полотна не разрешается уширение насыпи из дренирующего грунта водонепроницаемым грунтом.

При устройстве выемки в неоднородном грунте необходимо предусматривать мероприятия для выпуска воды из водонепроницаемых грунтов или понижения уровня воды.

Грунты по трудности разработки землеройными машинами в естественном состоянии делятся на четыре группы, согласно Сборнику Е2, ЕНиР «Земляные работы»: I - легкоразрабатываемые, II - средней трудности разработки; III - тяжелые для разработки, IV - особо тяжелые для разработки.