Основные строительные характеристики и требования к грунтам

Основные строительные характеристики и требования к грунтам. При разработке, т. е. отделении от массива, грунты разрыхляются, что учитывается с помощью коэффициента разрыхления К_Р. Меньше всего разрыхляются пески и супеси.

Для них значения коэффициентов разрыхления составляют 1,1...1,18. Наибольшее разрыхление имеют скальные грунты, получаемые в результате разрушения монолита взрывным способом. В этом случае К_р — 1,45...1,5. Для глин и суглинков К_р = 1,24...1,32. Чем плотнее материал в естественном сложении, тем в общем больше он разрыхляется при разработке.

Плотность разрыхленных грунтов изменяется в зависимости от их рода, ориентировочно выражаемого группой трудности разработки, и влажности (табл. 3.1). Обычно влажность естественных грунтов составляет в долях единицы для песков 0,07...0,1, для супесей 0,1...0,15, для суглинков 0,15...0,25, для глин 0,25... 0,35.

Плотность сложения грунта в насыпях должна быть доведена до величины, регламентированной указаниями по проектированию земляного полотна. Ее принято оценивать с помощью коэффициента уплотнения К_у — отношения нормативного значения к максимальному, определяемому методом стандартного уплотнения. Наибольшая плотность при одной и той же работе уплотнения достигается при оптимальной влажности W_o (рис. 3.5). Оптимальные влажности и максимальные плотности, характеризующие стандартное уплотнение грунтов, приведены в табл. 3.2.

Рис. 3.5. Кривая стандартного уплотнения

Нормативные значения К_у для железнодорожных насыпей установлены в пределах 0,90...0,98 и зависят от категории линии, расположения уплотняемого слоя по высоте насыпи (в верхнем слое требуется более сильное уплотнение, чем в нижележащей части насыпи) и некоторых других показателей. Влажность грунтов, укладываемых в насыпь, должна быть близка к оптимальной, чтобы эффект уплотнения был наибольшим.

Некоторое завышение влажности может быть компенсировано увеличением работы по уплотнению. Однако существует максимум влажности, с превышением которого требуемой плотности нельзя достичь даже при неограниченной работе уплотнения. Если естественная влажность глинистых грунтов, разрабатываемых для отсыпки в насыпь, ниже 0,91 W_о, а песков — ниже 0,04, необходимо дополнительно увлажнить грунты до получения оптимальной влажности.

При уплотнении допускаются отклонения от W_o в пределах ± 10% для связных и ±20 % для несвязных грунтов. Необходимо также, чтобы грунт, укладываемый в насыпь, находился в состоянии твердой, в крайнем случае полутвердой консистенции, что определяется по влажности или коэффициенту консистенции.

Для насыпей пригодны все грунты, состояние которых под воздействием природных факторов практически не изменяется или изменяется в столь малой степени, что не влияет на прочность и устойчивость земляного полотна. К таким грунтам относятся в первую очередь скальные грунты из неразмягчаемых горных пород, крупнообломочные, песчаные грунты, за исключением мелких и недренирующих, супеси, содержащие более половины песчаных частиц.

С некоторыми ограничениями, учитываемыми при проектировании, применяют и многие другие грунты, кроме непригодных для насыпей (избыточно засоленных и переувлажненных глинистых грунтов, торфов, илов и пр.). В последнее время разработаны способы усиления земляного полотна новых линий и вторых путей укладкой на его поверхность геотекстильных полотен из синтетических материалов (дорнит, терфил и др.).

Верхнее строение пути определяется от геотекстиля защитным слоем из крупнообломочных, песчаных грунтов и их смесей. В определенных условиях, оговариваемых ВСН 205-87, защитный слой может отсутствовать. С помощью геотекстиля удается усилить слабые основания насыпей, защитить насыпи из барханных песков от выдувания.

Геотекстильные материалы водопроницаемы, но устойчивы против замачивания, гниения, коррозии, промерзания, обладают значительной механической прочностью, в то же время эластичны, благодаря чему могут играть роль своеобразной арматуры грунта, применение которой позволяет направленно изменять естественные свойства грунтов по восприятию и передаче на основание различных нагрузок.

Для насыпей, возводимых способом гидромеханизации, необходимо применять дренирующие грунты. Для нижней части постоянно подтопляемых насыпей, при сооружении которых необходимо отсыпать грунты в воду, требуются скальные, крупнообломочные грунты, пески крупные и средней крупности, а также супеси легкие, крупные с содержанием глинистых частиц не более 6 % (по массе).