Сооружение земляного полотна в условиях повышенной влажности грунтов

Общие положения

8.1. К грунтам повышенной влажности следует относить грунты, которые в период укладки их в насыпь, или разработки в выемке имеют влажность выше оптимальной, определенной по ГОСТ 22733-77 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности».

8.2. Грунты повышенной влажности могут быть использованы при условии достижения к моменту окончания строительства дороги требуемой прочности и устойчивости земляного полотна. Плотность грунтов в земляном полотне не предъявленной к сдаче в эксплуатацию дороги должна соответствовать нормативным требованиям (приложение 5).

При разработке дополнительных мероприятий следует учитывать: вид грунта и изменение его свойств при изменении влажности; несущую способность естественных оснований и насыпей слоев; изменение влажности при уплотнении во времени под действием собственного веса (консолидации); изменение влажности в результате естественного просушивания или влагонакопления (с учетом погодных условий в период производства земляных работ); возможность осушения и укрепления путем введения в грунт инертных или активных добавок.

8.3. Общие ограничения, установленные действующими нормативными документами на использование в верхней части земляного полотна глинистых и пылеватых грунтов из условий обеспечения прочности и стабильности (независимо от их состояния), действительны и для грунтов повышенной влажности.

8.4. При земляных работах в грунтах повышенной влажности особо важное значение имеют меры по предупреждению или максимально возможному снижению дополнительного увлажнения грунта атмосферными осадками, поверхностными или грунтовыми водами.

8.5. В ППР должны быть учтены специфические особенности грунтов повышенной влажности, которые оказывают влияние на выбор землеройных, транспортных и уплотняющих машин, их производительность, проходимость машин по построенным дорогам, эксплуатацию переменных сооружений и т.п.

8.6. При выборе мест получения грунтов для земляного полотна и определении способов производства земляных работ следует учитывать влажность грунта в предусмотренной ПОС сезонный период земляных работ. Прогноз расчетной влажности выполняют с учетом количества осадков, условий влагонакопления, глубины промерзания, расчетного уровня грунтовых вод, средней температуры воздуха. Расчетные уровень грунтовых вод и количество осадков принимают с повторяемостью 1 раз в десять лет.

8.7. Во всех случаях применения для возведения земляного полотна грунтов повышенной влажности (кроме песчаных грунтов допустимой степени переохлаждения) следует учитывать снижение производительности машин при разработке, перемещении и уплотнении.

Выбор машин осуществляется на основе технико-экономического сравнивания с учетом ограниченной проходимости.

8.8. С учетом комплекса физико-механических свойств, определяющих выбор конструкции и технологии сооружения земляного полотна, глинистые грунты по степени переувлажнения делятся на четыре категории (табл. 8.1)

Таблица 8.1

Грунты допустимой степени переувлажнения применяют в насыпях автомобильных дорог без специальных ограничений, но с учетом конструктивных и технологических особенностей, вытекающих главным образом из недостаточной их прочности и уменьшения производительности машин.

Грунты средней степени переувлажнения допускаются для насыпей автомобильных дорог при условии получения в процессе укатки К_у не менее 0,9 и возможности последующего уплотнения в процессе консолидации до требуемой плотности.

Грунт высокой и избыточной степеней переувлажнения можно укладывать в насыпь при условии их естественного просушивания или осушения активными добавками до влажности, отвечающей допустимой или средней степени переувлажнения.

8.9. При уплотнении способом консолидации длительность технологического перерыва до сооружения постоянного покрытия определяется в проекте индивидуальным расчетом. При соответствующем технико-экономическом обосновании проектом может быть предусмотрено стадийное строительство дорог III и IV категорий с эксплуатацией на первой стадии при неполном уплотнении земляного полотна или его основания с учетом выполнения впоследствии послеосадочного ремонта.

8.10. Степень переувлажнения характеризуется превышением фактической влажности грунта W над оптимальной влажностью W₀, определенной по ГОСТ 22733-77, и выражается коэффициентом

, где K_w>1

Для характеристики грунтов в естественном залегании, когда отсутствуют данные стандартных испытаний на максимальную стандартную плотность, оптимальную влажность, можно определить ориентировочно по выражению W₀=aW_т, где W_т - влажность на границе текучести, определенная по ОСТ 5183-77 «Грунты. Метод лабораторного определения границ текучести и раскатывания»; a - коэффициент, равный для песков и супесей 0,75-0,70, суглинков 0,60-0,55, глин 0,50-0,45.

8.11. Категории грунтов по степени переувлажнения разграничиваются влажностями, значения которых приведены в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Примечания. 1. Значения допускаемой влажности даны для коэффициента уплотнения К_у=1,0+0,98; для К_у =0,95 они могут быть повышены на 10% (кроме суглинков тяжелых и глин).

2. Значения влажности максимального водонасыщения даны для поверхностных слоев четвертичных пород ненарушенной структуры.

8.12. При влажности грунта выше оптимальной максимально возможную плотность грунта можно считать достигнутой, если содержание воздуха в порах (V₀) не будет превышать:

Для песков 8%

» супесей................................... 6%

» суглинков............................... 3%

» глин......................................... 4%

Наибольшая возможная плотность сухого грунта для данной влажности

,

где g_у - плотность частиц грунта, г/см³ (и ориентировочных расчетах может быть принята: для песков, супесей легких и легких пылеватых 2,67; супесей тяжелых, суглинков легких 2,70; суглинков тяжелых 2,72); D_в - плотность воды в грунте, г/см³ (D_в»1); V_a и W выражаются в долях единицы.

Таблица 8.3

8.13. Связные грунты повышенной влажности после их укладки в насыпи при определенных условиях консолидируются.

Величина предельной пороговой нагрузки Р₀ на грунт, с которой начинается процесс консолидации, обусловлена структурной прочностью грунта, проявляющейся в условиях компрессионного сжатия. Значения Р₀ при различных коэффициентах переувлажнения приведены в табл. 8.3.

8.14. Дополнительное уплотнение связных грунтов повышенной влажности под статической нагрузкой, превышающей предельную пороговую Р₀,растянуто во времени и обусловлено совместным проявлением фильтрационного сжатия поровой жидкости и ползучести скелета грунта.

Консолидационные характеристики глинистых грунтов повышенной влажности определяют по общепринятой методике на образцах заданной плотности и влажности.