Условия искусственного орошения земель

10.5. В условиях искусственного орошения земель характерно близкое залегание грунтовых вод и возможность подтопления земляного полотна поливными и промывными водами. При этом особое значение приобретает выполнение требований к уплотнению грунтов.

10.6. В проекте с целью повышения прочности земляного полотна для верхнего слоя толщиной 20-25 см может быть назначен коэффициент уплотнения К_у = 1 и выше, для чего количество проходов катка соответственно увеличивается. Возможно также укрепление верхнего слоя отходами промышленности: золой уноса сухого улавливания, цементной пылью, фосфогипсом с расходом 10-15% от массы грунта.

10.7. Насыпи c повышенной плотностью верхней части рекомендуется производить в районах с годовым количеством осадков не более 300 мм на участках с глубоким залеганием грунтовых вод и обеспеченным водоотводом (первый тип местности по характеру поверхностного стока и степени увлажнения). Для сооружения таких насыпей можно использовать все виды глинистых грунтов (глины, суглинки, супеси), а также пылеватые пески с содержанием частиц мельче 0,05 мм в количестве более 15% по массе.

10.8. Для достижения повышенной плотности грунты необходимо уплотнять при влажности менее оптимальной, но не ниже значений, приведенных в табл. 4.2. При высоком уровне вод рекомендуется возводить земляное полотно в сезон наибольшего его снижения, обычно во второй половине лета и осенью до начала дождей.

При влажности грунта менее допустимой рекомендуется:

производить земляные работы в зимне-весенний период, что особенно эффективно в районах, где выпадает мало осадков и промерзание незначительно;

для сохранения влаги в грунте разрыхлять его в осенний период на полосах местности, отведенных для заложения резервов, на глубину 15-20 см, а весной, когда влажность достигнет максимального уровня, проводить боронование и прикатку поверхности резервов легким катком;

уплотнять грунт немедленно после отсыпки, нет растягивая фронт земляных работ и не допуская пересыхания отсыпанного грунта.

10.9. При возведении земляного полотна на орошаемых землях плодородный слой почвы, снятый с полосы, отведенной под насыпь, используется для замещения объема грунта, выбранного из боковых резервов для отсыпки насыпи. При этом работы выполняют в следующем порядке:

срезка плодородного слоя почвы по всей его глубине на ширину основания земляного полотна и временного резерва с перемещением за пределы резерва;

разрыхление основания земляного полотна на глубину 25 см с последующим уплотнением до требуемой плотности;

отсыпка слоя земляного полотна из грунта бокового резерва, разравнивание его и уплотнение;

выравнивание бокового резерва и распределение по его поверхности плодородного слоя почвы.

10.10. При наличии в районе строительства грунтов, непригодных для отсыпки насыпи, целесообразно использовать их для засыпки боковых резервов.

При необходимости недостающий объем грунта получают из сосредоточенных резервов.

10.11. В орошаемых районах допускается технологическое совмещение устройства оросительных коллекторов с возведением земляного полотна. При этом отсыпка экскаватором насыпи сразу на полную высоту не допускается. Насыпь отсыплют не менее чем в два-три приема соответствующим числом экскаваторов, передвигающихся один за другим по берме. Расстояние между экскаваторами назначают из расчета подсушивания, выравнивания и укатки каждого слоя. При этом поперечный профиль коллектора постепенно доводят до проектных размеров.

При использовании одного экскаватора выполняют два-три последовательных прохода вдоль участка возводимой насыпи. Перерывы между проходами экскаватора должны быть достаточными для просушивания и укатки ранее отсыпанного слоя грунта.

Рытье дрен и коллекторов следует начинать, от места выпуска воды в водосток. Не следует в процессе производства работ допускать образования отдельных участков дрен и коллекторов с необеспеченным стоком воды.

Засоленные грунты

10.12. При производстве земляных работ на засоленных грунтах необходимо учитывать особенности их водно-солевого режима и выполнять эти работы по возможности в сроки, когда влажность наиболее близка к оптимальной (приложение 8).

Рационально выполнять земляные работы на солончаках с высоким уровнем грунтовых вод: в песчаных грунтах - весной, в начале лета; в связных грунтах - в летний период и осенний (до начала дождей).

При отсыпке малых насыпей безрезервного профиля или с резервами глубиной менее 50 см в условиях сильного засоления грунтов целесообразно проведение земляных работ в весенний период, когда засоление в верхних горизонтах понижается.

10.13. Тонкие солевые корки толщиной 1-2 см, встречающиеся в летний период на поверхности солончаков, обычно не оказывают существенного влияния на среднее содержание солей в верхней толще грунта. При необходимости тонкую соленую корку разбивают гусеничными машинами или кулачковыми катками для более равномерного распределения ее в массе грунта.

Солевые корки толщиной более 2-3 см перед возведением насыпи срезают бульдозерами с поверхности резервов и основания насыпи и отодвигают на расстояние 15-20 см от резервов.

10.14. На «пухлых» солончаках, имеющих на поверхности рыхлый слой грунта, перенасыщенного солями (преимущественно сернокислым натрием), толщиной более 3 см, этот слой следует удалять с поверхности резервов и основания насыпи.

10.15. Для возведения насыпей из боковых резервов на солончаках с грунтовыми водами ближе 1 м от поверхности, как правило, применяются бульдозеры. Использование грейдер-элеваторов целесообразно при залегании уровня грунтовых вод в период производства работ не ближе 1 м от поверхности.

В период производства работ дно боковых резервов в этих случаях должно быть выше уровня грунтовых вод на 30-40 см.

10.16. Насыпи из привозного грунта на солончаках, грунт которых из-за избыточного засоления непригоден для возведения земляного полотна, и на мокрых солончаках возводят способом «с головы». Насыпь отсыпают вначале выше рабочей отметки, но не на полную ширину земляного полотна, затем бульдозерами надвигают грунт в стороны с одновременным уплотнением его катками.

Солончаковые связные грунты, имеющие после подсушивания комковатую структуру, рекомендуется уплотнять кулачковыми или решетчатыми катками.

10.17. При искусственном увлажнении неводоустойчивых грунтов солончаков и такыров во избежание их набухания и прилипания в процессе разравнивания и уплотнения не следует увеличивать влажность более 0,9 от оптимальной.

10.18. При соответствующей влажности засоленного глинистого грунта более 1,1 оптимальной влажности каждый слой грунта после разравнивания подвергают перед укаткой подсушиванию на воздухе или добавляют 2-3 % извести.

Песчаные пустыни

10.19. Земляное полотно в песках наиболее, рационально возводить в зимне-весенний период, когда благодаря более высокой влажности грунтов производительность землеройных машин значительно выше, чем летом, улучшаются также и условия проезда автомобилей.

10.20. При возведении насыпей и барханных песках для поперечного перемещения грунта на боковых резервов наиболее рациональны бульдозеры. Расстояние перемещения песка бульдозерами 15-25 м, в отдельных случаях до 40-50 м. В целях повышения производительности бульдозеров рационально их использование с уширителями и открылками.

Боковые резервы после их разравнивания бульдозерами планируют прицепными грейдерами.

10.21. Для возведения высоких насыпей из песка выемок, сооружаемых при пересечении песчаных гряд, используются бульдозеры. При этом выемка разрабатывается поперечными траншеями с перемещением грунта с оси дороги, который затем по продольным траншеям сдвигается в насыпь. Разработку выемки начинают с создания продольной траншеи. Поперечные траншеи устраивают последовательно от середины к концам выемки, допускаемая глубина их 1,5-2,0 м.

10.22. При расстоянии перемещения песка до 80-100 м применяют метод перемещения грунта бульдозером с промежуточными валами.

При необходимости перемещать песок на расстояние более 100 м целесообразно использование самоходных и прицепных скреперов. При этом следует учитывать неизбежное снижение производительности скреперов при работе на барханных песках.

Коэффициент наполнения ковша составляет примерно 0,6-0,7 при влажном и 0,3-0,5 при сухом барханном песке.

10.23. Земляное полотно из одномерных барханных песков допускается возводить без дополнительного увлажнения и уплотнения, если при стандартном уплотнении этого песка объемная масса скелета увеличивается не более чем на 0,08 г/см³. При этом асфальтобетонные и монолитные цементобетонные покрытия следует устраивать не ранее чем через 1 год после сооружения земляного полотна.

10.24. В целях защиты песчаной поверхности от ветровой эрозии устраиваются защитные слои из связных или обломочных грунтов.

Глинистые грунты для устройства защитного слоя и укрепления откосов разрабатывают в карьерах или сосредоточенных резервах с помощью экскаваторов или бульдозеров с погрузчиками. Влажность грунта должна быть близкой к оптимальной, поэтому наиболее рационально устраивать защитный слой и укреплять откосы в весенне-зимний период сразу после возведения насыпи из песка.

Толщина защитных слоев (в сантиметрах) должна быть не менее:

Глины и суглинки тяжелые.............................................. 10

Суглинки и супеси пылеватые......................................... 15

Супеси легкие крупные и легкие..................................... 20

Гравийно-щебеночные, песчаные смеси......................... 10

При устройстве защитного слоя влажность грунтов не должна выходить за пределы установленных величин (см. табл. 4.2).

Грунт и защитный слой укладывают способом «от себя» с подвижкой бульдозером.

При устройстве защитного слоя под дорожной одеждой глинистый грунт разравнивают бульдозерами, планируют автогрейдерами и немедленно после планировки уплотняют катками на пневматических шинах или тяжелыми гладкими катками. При недостатке влаги грунт перед уплотнением увлажняют до оптимальной влажности. Плотность грунта защитного слоя должна составлять не менее 0,95 от максимальной при стандартном уплотнении.

При устройстве защитных слоев на откосах грунт разравнивают прицепными грейдерами и укатывают прицепными гладкими катками.

10.25. Надежность противоэрозионной защиты повышается при укреплении грунтов защитного слоя вяжущими материалами. Толщина укрепленных слоев (в сантиметрах) должна быть не меньше:

Суглинки и супеси, укрепленные:

8% битума MГ 25/40; 40/70; 70/130....................................... 10

3-4% битума МГ 25/40+0,03-0,06% ПАВ Э-1...................... 10

6-8% цемента........................................................................... 10

Барханные пески, укрепленные:

8-10% цемента или 6-8% цемента+2-3% извести или жидкого стекла................ 12-15

3-4% жидкого битума МГ 40/70+3% цемента (5-10% цементной пыли) из 0,015-0,03% ПАВ Э-1........................................................................................................................... 12-15

5-6% медленнораспадающейся 50-55щ аммоний битумной эмульсии................ 12-15

10.26. При устройстве защитного слоя из глинистых грунтов, укрепленных вяжущими материалами, последовательно выполняют следующие технологические операции:

разравнивание и планировка земляного полотна прицепным грейдером;

вывоз глинистого грунта автомобилями-самосвалами с выгрузкой его способом "от себя";

распределение глинистого грунта бульдозером и планировка автогрейдером;

распределение вяжущего материала автогудронатором или автоцементовозом в зависимости от вида вяжущего;

перемешивание вяжущего с грунтов дорожной фрезой за один-два прохода по одному следу;

прикатка и уплотнение слоя катками на пневматических шинах за восемь-десять проходов по одному следу.

10.27. В качестве вяжущих материалов для временной фиксации поверхности песков рекомендуется использовать медленнораспадающиеся битумные эмульсии, приготовленные на битуме марок БНД 200/300 и БМД 130/3200 (Эмульсии дорожные битумные. ГОСТ 18659-73). Возможно использование также жидких нефтей и водного раствора поликриламида.

Битумную эмульсию 50-55%-ной концентрации доставляют к месту работ в автомобильных цистернах. Для исключения распада эмульсии во время транспортирования на дальние расстояния на каждые 10 т эмульсии следует добавлять в тару 0,5 кг щелочи.

Концентрированную эмульсию сливают в необходимом количестве в приемную цистерну пескозакрепительного агрегата, а затем разбавляют ее двумя-шестью частями воды. При разливе разбавленной эмульсин битум увлекается водой в поры песка, создавая защитный слой толщиной 5-20 мм. Защитный слон в течение двух-трех лет предохраняет поверхность песков от эрозионного действия ветропесчаного потока и не препятствует прорастанию семян.

При небольших объемах работ для розлива битумной эмульсин на откосы можно использовать автогудронаторы.

Нормы расхода вяжущих материалов для закрепления песчаных откосов земляного полотна приведены ниже:

Битум марок БНД 200/300 и 130/200 (при применении битумных эмульсий), л/м²...................................................................................................................................... 0,35-0,50

Жидкие нефти, л/м²............................................................................................... 3,00-4,00

Водный раствор полиакриламида или препарата К-4 (0,5-0,7%-ной концентрации), л/м²............................................................................................................................... 6,00-8,00

10.28. Для укрепления откосов и других поверхностей из несвязных грунтов возможно применение жидкого битума с добавкой катионного препарата Э-1 (или другого аналогичного по эффективности).

Укрепление песка вяжущими материалами производится дорожной фрезой, оборудованной баком для распределения вяжущего.

10.29. Укрепление песка жидким битумом с добавкой Э-1 и битумными эмульсиями рационально осуществлять с использованием двух фрез, движущихся по укрепляемому слою одна за другой. В навесной бак первой фрезы заливают водный раствор Э-1, а в бак второй фрезы - жидкий битум. В процессе работы первая фреза служит для распределения эмульсии в песке, вторая - для дополнительного перемешивания. После перемешивания песка с вяжущим смесь разравнивают и уплотняют обычными способами.

Уплотнение песков, укрепленных органическим вяжущими, рекомендуется начинать в утренние часы и заканчивать до повышения температуры смеси не выше +35°С.

Движение технологических транспортных средств можно открывать на второй день после уплотнения при использовании органических вяжущих материалов и через три-пять дней в случае применения неорганических вяжущих.

10.30. Для закрепления откосов применяют посев трав. Для посева используют смеси семян многолетних трав, дающие плотный дерн (приложение 9). Засевать откосы следует весной или осенью в период выпадения осадков (см. гл. 5). Посев семян трав на песках производят без подготовки почвы механизированным способом с применением экскаватора и агрегата ЦНИИСа для травосемян.

Посев семян трав на откосах земляного полотна в песчаных пустынях и фиксацию их вяжущими материалами следует выполнять поздней осенью или ранней весной в северной части пустынной зоны, зимой и перед весенними дождями - в ее южной части.

10.31. При устройстве откосов в мелких и мелких пылеватых песках, закрепляемых посевом трав, для предотвращения выдувания семян трав укрепляют засеянные поверхности жидкими вяжущими материалами. Такой способ закрепления применяют только при благоприятных условиях для развития растений.

Жидкие вяжущие материалы разливают с помощью пескозакрепительного агрегата, состоящего из гусеничного трактора, разбрызгивателя и приемной цистерны. В качестве разбрызгивателя жидких вяжущих материалов (фиксаторов) используются дождевальные аппараты, мотопомпы, садовые опрыскиватели. Разбрызгиватели снабжаются сменными шлангами с наконечниками для регулирования струи битумной эмульсии при ее разливе на откосы.

Приемную цистерну вместимостью 10-15 м³ устанавливают на самостоятельной тележке, находящейся в сцепе с трактором-тягачом.

Пескозакрепительный агрегат обслуживает звено машин, доставляющих воду, и битумовозы, подвозящие концентрированную эмульсию или другой фиксатор от базы хранения или места приготовления.

10.32. При строительстве дорог и заросших песках необходимо свести к минимуму повреждение растительности, нарушение естественного рельефа и разрыхление поверхности песков прилегающей местности. Для этого следует:

при сооружении насыпей из боковых резервов закладывать резервы возможно большей глубины непосредственно у земляного полотна;

в среднебугристых, крупнобугристых и грядовых песках максимально использовать для отсыпки насыпей песок из выемок за счет уплотнения откосов;

стоянки дорожных машин и жилье устраивать за пределами охраняемой полосы;

движение транспортных средств и машин ограничить узкой полосой строящейся дороги и специальными временными дорогами.

Просадочные грунты

10.33. По условиям возможной посадки земляного полотна местности подразделяются на две группы:

с проявленной просадочностью - участки близкого залегания грунтовых вод (до 3 м от дневной поверхности) - третьего типа местности по условиям увлажнения;

с непроявленной просадочностью - участки глубокого залегания грунтовых вод (более 3 м от дневной поверхности) - первого и второго типов местности по условиям увлажнения.

10.34. На участках с непроявленной просадочностью возможны просадки трех типов:

поверхностные, происходящие в слое 3-4 м в условиях недостаточного поверхностного водоотвода и устойчивого глубокого залегания уровня грунтовых вод;

глубинные, происходящие в просадочной толще на различной глубине под действием грунтовых вод, при обеспеченном поверхностном водоотводе;

смешанные, представляющие собой поверхностные и глубинные просадочные явления - результат совместного действия поверхностных и грунтовых вод.

Количественные показатели степени просадочности определяются по табл. 10.1.

Таблица 10.1

Тип просадочности	Степень просадочности грунта	Критерии просадочности
Относительная влажность, , %	Коэффициент уплотнения КУ	Величина просадки пород от собственного веса, см
Поверхностный	Слабопросадочные	>50 - 45	0,85 - 0,80	<5
Глубинный	Просадочные	45 - 35	0,80 - 0,75	5 - 20
Смешанный	Сильнопросадочные	Менее 35	Менее 0,75	> 20

Участки сооружения земляного полотна относят к одному из выше перечисленных типов в процессе инженерно-геологических обследований трассы дорог.

10.35. При сооружении земляного полотна следует предусматривать такое размещение водопропускных и водоотводных сооружений, при котором основание земляного полотна и придорожная полоса не будут подвергаться длительному увлажнению.

Если предусмотрено пересечение дорогой действующего водотока, необходимо сохранять его русло, так как под ним просадка уже проявилась. Пропуск воды по новому руслу может быть причиной больших просадок грунтов в основании земляного полотна.

10.36. Во всех случаях необходимо обеспечить быстрый и беспрепятственный отвод земляного полотна атмосферных осадков и защитить его от поверхностных и грунтовых вод, использовав нагорные, боковые, сушильные и водоотводные канавы, водозащитные планировки, дренажи и т.п.

10.37. Дно и откосы всех видов водоотводных канав должны быть тщательно уплотнены или укреплены с целью снижения водопроницаемости слагающих их грунтов.

Не допускается использовать водоотводные сооружения под посевы.

Для устранения просадочных свойств естественных грунтовых оснований рекомендуется: уплотнение, укрепление и предварительное замачивание грунтов.

10.38. Для слабопросадочных и просадочных грунтов при поверхностных просадках наиболее целесообразно поверхностное уплотнение грунтов на 0,5 - 0,75 м до плотности не менее 0,95 от максимальной при стандартном уплотнении на ширину полосы отвода. Эффективное средство уплотнения - трамбующая машина с последующей укаткой тяжелыми катками на пневматических шинах. Число проходов для достижения трамбуемой плотности определяется методом пробной укатки.

10.39. Для увеличения глубины проработки уплотняемой грунтовой толщи естественного основания можно применять навесные трамбующие плиты. Для предотвращения разуплотнения верхнего слоя его следует после трамбования укатывать двумя-тремя проходами катка на пневматических шинах.

10.40. На дорогах I и II категорий, проходящих по сильнопросадочным грунтам, а также в местах устройства искусственных сооружений многоочковых водопропускных труб большого диаметра и фундаментов путепроводов целесообразно укреплять просадочное основание неорганическими вяжущими: цементом, золой уноса сухого улавливания, цементной пылью, фосфогипсом и др. Технология глубинного укрепления грунтов описана в специальных пособиях.