8.5. При осушении грунта активными добавками (негашеной известью, цементом, золой уноса, гипсом, безводной кристаллической фосфорной кислотой и др.) следует учитывать, что наибольший эффект дает метод обработки ими грунта при сооружении насыпей из пылеватых песков, супесей, легких суглинков.
Указанный метод следует использовать прежде всего для осушения грунта верхней части земляного полотна.
Грунты с кислой реакцией (рН 6) или с большой емкостью поглощения (более 20-30 мг/экв на 100 г) целесообразно обрабатывать негашеной известью, золами уноса, шлакоцементами и фосфатами. При этом в грунтах, обрабатываемых золами уноса, содержание легкорастворимых солей не должно превышать 3 % (массы грунта) при сульфатном и 5 % при хлоридном засолении.
8.6. Для обработки грунта повышенной влажности рекомендуется применять молотую гидрофобизированную негашеную известь с содержанием СаО и MgO не менее 50-60 % (ГОСТ 9179-77). Перед употреблением следует проверять ее активность, особенно после длительного хранения (30—40 сут после помола). Негашеную известь с содержанием СaО и MgО менее 25-30 % применять экономически нецелесообразно.
При осушении грунта цементами наибольший эффект дают цементы с повышенным содержанием СaО. Применение цементов марок ниже 50 не допускается.
При обработке грунта активными золами уноса последние должны иметь удельную поверхность не менее 1600 см2/г и количество свободной окиси кальция не менее 8 %.
8.7. Требуемое количество негашеной извести или золы уноса (в пересчете на свободные СаО и MgO) D (%) следует определять в зависимости от содержания чистых СаО и МgО и активности материала по формуле
(8.2)
где A - требуемое количество СаО + MgО (табл. 8.1);
В - содержание свободных СаО + MgО в извести или золе уноса, %;
k - коэффициент, равный для зол уноса 1,2, для сланцевых зол - 1,5, для извести - 1.
Таблица 8.1
|
Грунт |
Количество активных зол уноса, извести, % (в пересчете на свободные CaO + MgO), при Kw |
||
|
|
1,2 |
1,4 |
1,6 |
|
Песок пылеватый, супесь |
- |
0,5 |
1,0 |
|
Суглинок легкий |
- |
0,5 |
1,5 |
|
Суглинок тяжелый |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
|
Глина |
1.5 |
3,0 |
- |
8.8. Количество портландцемента марки 300 принимают для легких суглинков и песков при коэффициенте увлажнения Kw > 1,21,5 - 2,5 %; для суглинков легких при Kw = 1,21,5 - 0,5-3 %; для суглинков тяжелых и пылеватых при Kw = 1,21,5 - 1-5 %; для глин при Kw = 1,21,35 - 3-5 %. В случае использования цементов низких марок их количество должно быть соответственно увеличено в 1,1-1,3 раза.
8.9. Для осушения грунтов с влажностью на 4-6 % выше оптимальной рекомендуется применять гипс строительный, отвечающий требованиям ГОСТ 125-79.
8.10. Для улучшения показателей физико-механических свойств, определяющих липкость, а также для достижения требуемой плотности глинистых грунтов повышенной влажности и переувлажненных, рекомендуется применять химические добавки, имеющие кислую среду (рН 7): контакт Петрова; отходы, содержащие хлорное железо и др. (табл. 8.1-8.4). Использование таких добавок наиболее эффективно в грунтах с преобладанием монтмориллонита, гидрослюды и каолинита с числом пластичности 7-30.
Таблица 8.2
|
Добавка |
Характеристика добавки |
Нормативный документ |
|
Сульфокислота на нефтяной основе (контакт Петрова (КП)) |
Состав: сульфокислота - 55 %; минеральное масло - не более 3,7 %; зола - не более 0,09 %; серная кислота - не более 1,12 %; 0 < рН < 8 |
ОСТ 38-01116-76 |
|
Кислота соляная техническая (КСТ) |
Отход производства силиконовых каучуков. Содержание основного вещества 24,5 %. Оптовая цена 5 руб. за 1 т; 0,1 рН <8 |
ТУ 38-103-141-72 |
|
Кислота уксусная (КУ) |
Отход производства аспирина. Содержание основного вещества 75 %. Оптовая цена 236 руб. за 1 т; 2,4 рН <8 |
ТУ 6-14-607-71 |
|
Кислота серная отработанная (КСО) |
Отход производства органических кубовых красителей. Содержание основного вещества 73-77 %. Оптовая цена 7,5 руб. за 1 т; 1,5 рН < 8 |
ТУ 6-14-869-72 |
|
|
Отход производства хлора, водорода и органических соединений. Содержание основного вещества не менее 72 %. Оптовая цена 72 руб. за 1 т; 1,5 рН < 8 |
ТУ 6-01-208-68 |
|
Хлорное железо (FeCl3) |
Отход травления фильтрованного гетинакса в радиоэлектронной промышленности. Концентрация не менее 60 г/л, 1,0 рН < 8 |
- |
|
Хлорная медь (CuCl2) |
Отход травления фильтрованного гети-накса, в радиоэлектронной промышленности. Концентрация не менее 30 г/л, 0,5 рН < 8 |
- |
|
Кислая вода (КВ) |
Отход производства уксусного ангидрида в химической промышленности. Состав: ацетон - до 0,5 %; уксусная кислота - до 5 %. рН = 3 |
- |
|
Надемольная вода (НВ) |
Отход производства фенольно-формальдегидных смол. Состав: фенол - 6 %; формальдегид - до 3 %; метанол - до 15 %; рН = 4 |
- |
|
Жидкий кубовый остаток (ЖКО) |
Отход производства уксусного ангидрида. Состав: ацетон - 0,5-50 %; уксусная кислота - 5-55 %; полимеры китена - до 12 %; рН = 3 |
- |
|
Кислая промывная вода (КПВ) |
Отход производства ацетатов целлюлозы в химической промышленности; рН = 2,53,0 |
-
|
Таблица 8.3
|
Грунт |
Химическая добавка |
Содержание добавки, % массы смеси, в грунте |
|
|
|
|
повышенной влажности |
переувлажненном |
|
Супесь тяжелая |
КП, КСТ |
0,5-1,0 |
2,0-3,0 |
|
пылеватая, суглинок |
CuCl2 |
0,5-1,0 |
2,0-3,0 |
|
легкий и легкий |
FeCl3, КС 0 |
0,5-1,5 |
2,5-3,5 |
|
пылеватый |
КВ, НВ, ЖКО, КПВ
|
1,0-2,0 |
2,5-5,0 |
|
Суглинок тяжелый |
КП, КСТ |
1,0-1,5 |
2,5-3,5 |
|
и тяжелый пылеватый, |
CuCl2 |
1,0-1.5 |
2,5-3,5 |
|
глина |
FeCl3, КСО |
1,0-2,0 |
3,0-3,5 |
|
|
КВ, НВ, ЖКО, КПВ |
2,0-3,0 |
3,0-5,0 |
Таблица 8.4
|
Физико-механические свойства грунта |
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий и легкий пылеватый |
Суглинок тяжелый и тяжелый пылеватый, глина |
||
|
|
обработанные добавкой, % массы смеси |
|||
|
|
(13) КП |
(13) FeCl3 |
(13) КП |
(13) FeCl3 |
|
Предел текучести WL, % |
14-27 |
15-30 |
24-35 |
28-43 |
|
Число пластичности Ip |
2-7 |
2-11 |
10 |
11 |
|
Оптимальная влажность Wo, % |
8-16 |
10-19 |
12-25 |
16-30 |
|
Плотность сухого грунта d, г/см3 |
1,68-1,85 |
1,6-1,7 |
1,60-1,74 |
1,22-1,65 |
|
Угол внутреннего трения град |
25-39 |
27-37 |
15-25 |
12-24 |
|
Сцепление С, МПа |
0,01-0,04 |
0,01-0,035 |
0,035-0,02 |
0,03-0,04 |
|
Коэффициенты вариации: по углу внутреннего трения |
0,127-0,166 |
0,130-0,215 |
0,088-0,133 |
0,11-0,19 |
|
по сцеплению |
0,144-0,224 |
0,156-0,230 |
0,111-0,190 |
0,16-0,21 |
Примечание. Однородность оценивается коэффициентами вариации по углу внутреннего трения () и сцеплению ().
8.11. Химические добавки при температуре 50-80°С вводятся из автогудронатора или другой емкости через распределительное устройство. Одновременно с введением добавки грунт перемешивают за 4 прохода дисковой бороны, перемещаемой трактором на гусеничном ходу. Поверхность грунта планируют с поперечным уклоном 40-60 ‰ для стока вод. Грунт выдерживается в неуплотненном состоянии 5-7 сут.
8.12. Уплотнение обработанного грунта производят катками на пневматических шинах массой 10-15 т в два этапа: сначала за 3-5 проходов с пониженным до 0,2-0,3 МПа давлением в шинах, затем - 3-5 проходов с давлением в шинах более 0,5 МПа. Толщину укладываемого слоя и требуемое число проходов катка определяют пробной укаткой.
Схема движения катков - от оси земляного полотна к бровкам с перекрытием следа на 20-30 см.
8.13. Контроль введения химических добавок осуществляют с помощью универсальной индикаторной бумаги (ТУ 6-09-1181-76) или рН-метра. Места измерений определяют случайным образом, по всей ширине земляного полотна, из расчета 10 измерений на 100 м. Температуру вводимых добавок контролируют термометром.
8.14. Работы по осушению грунтов активными добавками, в том числе и специальными химическими, допускается производить до установления устойчивых отрицательных температур наружного воздуха. В проекте производства работ необходимо отразить принятый метод осушения грунта добавками, технологию производства работ и основные машины, используемые на операциях по введению добавок, распределению грунта и уплотнению сформированных смесей.
8.15. Для осушения и ускорения консолидации насыпей из грунтов повышенной влажности при соответствующем технико-экономическом обосновании можно устраивать горизонтальные прослойки или вертикальные дрены, а также комбинированные конструкции из песка с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут. Толщины горизонтальных песчаных прослоек по условию поглощения воды из грунтов повышенной влажности, а также с учетом проходимости по ним построечного транспорта приведены в табл. 8.5.
8.16. Для ускорения процесса осушения грунта с повышенной влажностью или переувлажненного за счет устройства горизонтальных дренирующих прослоек их следует чередовать со слоями пере увлажненных грунтов, ориентировочные значения толщины которых приведены в табл. 8.6.
Таблица 8.5
|
Грунт |
Толщина песчаной прослойки, м, при коэффициенте увлажнения грунта Kw |
|||
|
|
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
|
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий |
0,2/0,3 |
0,4/0,5 |
0,5/0,6 |
0,6/0,7 |
|
Суглинок пылеватый, тяжелый |
0,3/0,5 |
0,4/0,5 |
0,6/0,7 |
0,7/- |
|
Глина песчанистая |
0,3/0,6 |
0,4/0,6 |
0,6/0,8 |
0,8/- |
|
Глина жирная |
0,3/0,6 |
0,5/0,6 |
0,7/- |
0,8/- |
Примечания: 1. Над чертой даны значения для гусеничных и легких колесных катков, под чертой для тяжелых колесных массой более 6-7 т.
2. При переувлажненных грунтах (Kw = 1,61,8) толщину прослойки устанавливают опытным путем. При этом в случае образования колеи глубиной более 10-12 см необходимо предусматривать прослойки из геотекстильных материалов.
Таблица 8.6
|
Грунт |
Толщина слоя переувлажненного грунта, м, при коэффициенте увлажнения грунта Kw |
||
|
|
1,2-1,4 |
1,4-1,6 |
1,6-1,8 |
|
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий |
2,0-1,8 |
1,8-1,4 |
1,4-1,2 |
|
Суглинок пылеватый, тяжелый |
1,5-1,3 |
1,3-1,1 |
1,1-0,8 |
|
Глина песчанистая, жирная |
1,2-0,8 |
1,0-0,8 |
До 0,8 |
8.17. Для осушения грунта в теле насыпи, помимо использования горизонтальных песчаных дрен, в особых случаях, установленных проектом с учетом конкретных условий, могут быть использованы вертикальные песчаные дрены отдельно или в сочетании с горизонтальными дренирующими слоями.
8.18. При конструировании земляного полотна из грунтов повышенной влажности с вертикальными песчаными дренами наряду с определением геометрических характеристик (высота насыпи, крутизна откосов, уклоны поверхности земляного полотна, очертания и размеры боковых водоотводных канав и берм) устанавливают места расположения в теле насыпи вертикальных дрен и горизонтальных дренирующих слоев, размеры дрен и расстояния между ними. При этом учитывают степень влажности и физико-механические свойства грунтов, возможность их отсыпки и уплотнения по типовой (традиционной) или специально разработан ной для этой ноли технологии.
8.19. В земляном полотне из связных грунтов повышенной влажности устраивают вертикальные песчаные дрены в виде сплошного цилиндра и цилиндрической трубы (рис. 8.1).
