Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог

При использовании прибора Союздорнии уплотнение выполняют последовательно в три слоя. Каждый из слоев уплотняют ударами груза носим 2,5 кг, падающего с высоты 300 мм. Количество ударов назначают в зависимости от вида грунта (см. табл. 41).

При использовании прибора ЦННИС ударами падающего груза уплотняют одновременно весь образец грунта, укладываемого в кольцо и насадку пятью слоями, с уплотнением каждого из слоев вручную пестиком. Объемный вес уплотненного грунта g определяют по формуле

(15)

где P₁ — общий вес разъемного цилиндра или кольца с уплотненным грунтом в г;

Р₂ — вес пустого цилиндра или кольца в г;

V — объем цилиндра или кольца р см.

Для определения влажности уплотненного грунта отбирают пробы по 15 — 20 г из верхней, средней и нижней частей образца.

Следующий опыт начинают с размельчения уплотненного в предшествующем опыте образца грунта и увеличения его влажности на 2 — 3% посредством добавления 50 — 70 г воды на каждые 3 кг грунта.

Объемный вес скелета или плотность грунта g_ск в каждом опыте определяют по формуле

(16)

где g, W — соответственно объемный вес в г/см³ и весовая влажность в % уплотненного грунта.

По полученным данным строят кривую стандартного уплотнения (рис. 43), а по ней определяют максимальную плотность и соответствующую ей оптимальную влажность.

Рис. 43. Кривая стандартного уплотнения

Для грунтов, содержащих от 5 до 40 % частиц размером более 5 мм, максимальную плотность g_{ск.макс} и оптимальную влажность w'₀ определяют расчетным способом по формулам:

g'_{ск.макс} = g_{ск.макс} К_g; (17)

w'₀ = W_o K_W. (18)

где g_{ск.макс}, W_o — соответственно максимальная стандартная плотность в г/см³ и оптимальная влажность в % отсеянного грунта с размером частиц менее 5 мм;

К_g, K_W — коэффициенты, учитывающие влияние наличия крупных частиц соответственно на плотность и влажность грунта; их значения принимают по табл. 42.

Таблица 42

Содержание частиц крупнее 5 мм в %

К_g

K_W

Содержание частиц крупнее 5 мм в %

К_g

K_W

5

1,02

0,95

25

1,10

0,75

10

1,04

0,90

30

1,13

0,70

15

1,06

0,85

40

1,15

0,65

20

1,08

0,80

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Характеристика грунтов особых разновидностей

Илы — глинистые грунты, имеющие в естественном состоянии влажность, превышающую границу текучести, и коэффициент пористости для супесей и суглинков e > 1, для глин e > 1,5.

Илы в естественном сложении отличаются сильной сжимаемостью, низкой прочностью и тиксотропными свойствами. Поэтому в случаях использования ила в качестве естественного основания необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие его выдавливание, а также учитывать осадку насыпи.

Иольдиевые глины — особая разновидность морских илов, представленных глинами и суглинками. Верхние слои иольдиевых отложений общей мощностью от 0б3 до 2 м имеют сравнительно высокую плотность и прикрывают нижележащую толщу отложений, характеризующихся высокой влажностью (>60%), малыми значениями объемного веса скелета грунта (g_ск<1), резкой потерей несущей способности после разрушения естественной структуры, тиксотропными свойствами.

Лёссы, лессовые и лёссовидные грунты являются разновидностью глинистых пылеватых грунтов. Они отличаются столбчатой призматической текстурой, повышенной пористостью, превышающей, как правило, 40%, наличием крупных пор, видимых невооруженным глазом. В V дорожно-климатическом районе и других районах с засушливым климатом вертикальные откосы выемок в лёссах оказываются устойчивыми. При увлажнении лёссы быстро размокают; они подвержены просадкам при замачивании и сильному уплотнению под нагрузкой, легко размываются, причем устойчивость вертикальных откосов нарушается.

Пористость и влажность лёссовых и лёссовидных грунтов изменяется в более широких пределах, чем у лёссов. Поэтому размокание, размываемость, просадочность при замачивания, устойчивость в вертикальных откосах у лессовидных грунтов выражены в меньшей степени, чем у лессов, но в большей степени, чем у пылеватых нелёссовых грунтов.

Аргиллиты — группа твердых, камнеподобных глинистых пород в естественном залегании. Строительные свойства аргиллитов разнообразны. Они зависят от их состава, генезиса и стадий диагенеза. Аргиллиты в ряде районов страны подвержены интенсивному разрушению в откосах под воздействием природных факторов.

Алевролиты — осадочные породы с преобладанием частиц размером 0,1 — 0,01 мм. Они так же как аргиллиты, подвержены интенсивному разрушению в откосах выемок под воздействием природных факторов.

Мергели — переходная порода от известняков к глинам. При воздействии отрицательных температур мергели растрескиваются и разрушаются. Они обладают способностью к набуханию и интенсивному размокаю. Откосы, воженные мергелями, при увлажнении оползают. Кремнистые мергели содержащие примеси кремнезема отличаются большей устойчивостью против выветривания.

Трепел — слабо сцементированная порода белого или желтоватого цвета, состоящая из мельчайших части кремнезема с примесью пылеватых или глинистых частиц Трепелы имеют большую пористость, объемный вес их колеблется в пределах 0,5 ¾ 1,0 г/см³, при увлажнении трепелы размокают, резко снижают прочность, сопротивление сдвигу.

Тальковые и пирофиллитовые грунты ¾ группа глинистых пород, обладающих свойством к сильному набуханию при увлажнении.

Меловые грунты представляют собой осадочную породу в виде тонкозернистой массы и обломков известковых организмов меловых грунтов является мел. При содержании в меловой породе более 10 % глинистых примесей она называется мергелистым мелом или меловым мергелем.

Пористость меловых грунтов достигает 50 %. При насыщении водой эти грунты быстро размокают, превращаются в пластичную массу. Увлажнение и замораживание-оттаивание вызывают быстрое выветривание грунта в откосах.

Сланцеватые глины ¾ плотные в естественном залегании слоистого сложения, способные расслаиваться на тонкие пластинки. В воде быстро разрушаются, превращаясь в рыхлую массу, состоящую из обломков пластинчатой формы. Они плохо уплотняются при возведении насыпей.

Торф представляет собой органо-минеральную массу, содержащую более 60 % (по весу) растительных остатков и отличающуюся большой сжимаемостью, малым удельным (от 1,3 до 1,6 г/см³) и объемным весом (табл. 43). Заторфованными называют грунты при содержании в них растительных остатков от 10 до 60 %, а грунтами с примесью органических веществ ¾ при содержании растительных остатков меньше 10 %.

Черноземы ¾ грунты с содержанием гумуса и разложившихся растительных остатков, достигающим в верхнем слое 10 %, имеющие зернистую и комковатую структуру. Чернозем содержит большое количество пылеватых и глинистых частиц, отличается повышенной влагоемкостью, липкостью, пластичностью; при увлажнении резко набухает и снижает прочность на сжатие.

Подвижные (барханные) пески по составу относятся к одноразмерным пескам с преобладанием частиц размерами 0,1 ¾ 0,25 мм и почти полным отсутствием пылеватых и глинистых фракций. Они распространены преимущественно в пустынях V дорожно-климатического района и приморских районах. Подвижность и характер передвижения песков зависят от форм рельефа, силы и направления ветров, степени заращенности поверхности растительностью и размеров частиц (гранулометрического состава).

К засоленным относятся грунты, содержащие в количестве более 0,3% веса сухого грунта легкорастворимые соли (хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый магний, сернокислый магний, углекислый натрий и двууглекислый натрий), а также ¾ в больших количествах труднорастворимый сернокислый кальций (гипс) и практически нерастворимый углекислый кальций. Засоленные грунты при увлажнении резко снижают прочность на сжатие.

Таблица 43

Характеристики болотных отложений

Физико-технические характеристики

Тип болот

Разновид­ность отло­жений

влажность W, %

сте­пень раз­ложения

плот­ность g_ск, г/см³

коэф­фици­ент порис­тости,

модуль деформации Е, кгс/см² при нагрузке Р, кгс/см²

Соп­ротив­ление сдвигу t,

Качественные, визуальные показатели

(см. п. 7.2), сложен­ных только данной

R, %

e

0,6

1,0

1,5

кгс/см²

раз­новидностью *

А. Торф сухой

До 300

¾

>0,20

<5

>2,4

>2,6

>2,7

0,5-0,3

Плотность, в том числе минерализованный, различных цветов

I

Б. Торф маловлаж­ный

300 - 600

50

0,20 - 0,15

5 - 8

2,4 - 1,8

2,6 - 2,1

2,7 - 2,5

0,3 - 0,2

Лесной, плотный, черный или коричневый; буровой наконечник можно погрузить в торф усилием двух человек; сильно пачкает руку и при сжатии полностью продавливается сквозь пальцы; вода не отжимается; остатков трав и мхов нет или они встречаются в небольшом количестве

I

В. Торф сродней влажности

600 - 900

50 - 30

0,15 - 0,10

8 - 14

1,8 - 1,3

2,1 - 1,7

2,5 - 2,0

0,2 - 0,15

Лесотопяной средней влажности, темный или cepо-коричневый; буровой наконечник можно погрузить усилием одного человека; пачкает руку и при сжатии частично продавливается сквозь пальцы; вода коричневого цвета отжимается в небольшом количестве. Содержит остатки древесины, трав и мхов

I

Г. Торф очень влажный

900 - 1300

30 - 10

0,10 - 0,06

14 - 20

1,3 - 0,9

1,7 - 1,4

2,0 - 1,8

0,15 - 0,1

Топяной малой плотности, светлого или темного цвета; буровой наконечник погружается под действием одной вытянутой руки. Не пачкает руки и не продавливается сквозь пальцы. Вода отжимается в большом количестве и имеет желтый цвет. Древесные остатки отсутствуют или встречаются редко

I

Д. Торф избыточно влажный

>1300

¾

0,06

20

<0,90

< l,4

< l,3

< 0,1

Рыхлый, светло-коричневый, иногда желтый; видны стебельки мхов. Прозрачная вода отжимается как из губки, после чего торф пружинит

II, III

Е. Сапропель маловлажный

<200

¾

¾

¾

¾

> 5,0

¾

> 0,2

Плотный, черный, серо-коричневый или зеленоватый органический ил с включением неразложившихся остатков растений

I

Ж. Сапропель влажный

200 - 1000

¾

¾

¾

¾

5,0 - 1,2

¾

0,2 — 0,05

Пластичная жирная масса незначительной плотности черного или зеленоватого цвета; имеются включения неразложившихся остатков растений и частиц минерального грунта

III

З. Жидкие образования

¾

¾

¾

¾

¾

¾

¾

<0,05

Неразложившиеся остатки трав и мхов находятся в воде во взвешенном состояния. Жидкие образования имеют темную окраску, на горизонтальной поверхности растекаются

III

* При наличии в болотной толще двух и более слоев, если кроме разновидностей А, Б, В, Г или Е болотная толща содержит разновидности Ж или З, то болото следует относить ко II типу, а в случае, когда разновидности Ж или З преобладают (по мощности) — к III типу.

Засоленные грунты следует разделять по степени засоления, с учетом его качественного характера (табл. 44).

Таблица 44

Среднее суммарное содержание легко-растворимых солей в % от веса сухого грунта

Грунты

Хлоридное и сульфатно-хлоридное засоление

Сульфатное, хлоридно-сульфатное и содовое засоление

V дорожно-климатичес­кая зона

остальные зоны

V дорожно-климатичес­кая зона

остальные зоны

Слабозасоленные

0,5 — 2

0,3 ¾ 1

0,5 — 1

0,3 — 0,5

Среднезасоленные

2 ¾ 5

1 ¾ 5

1 ¾ 3

0,5 — 2

Сильнозасоленные

5 — 10

5 — 8

3 ¾ 8

2 ¾ 5

Избыточнозасоленные

> 10

> 8

> 8

> 5

К слабозасоленным грунтам необходимо также относить грунты со средним суммарным содержанием легкорастворимых солей менее 0,5% в V дорожно-климатическом районе и менее 0,3% в остальных районах, если эти грунты содержат более 0,25% Na₂SO₄+MgSO₄ или более 0,5% NaHCO₃+Na₂CO₃.