Страница 3: Предложения по уточнению классификации засоленных грунтов для дорожного строительства (54149)

Из изложенного следует:

1. Легкорастворимые соли в количестве 0,5 % не оказывают влияния на физико-механические свойства грунтов. Поэтому грунты, содержащие указанное количество солей, можно относить к незасоленным.

2. Содержание в грунте NaCl, Na2SO4 менее 2 % не оказывает влияния на сопротивление грунта сдвигу. С повышением количества этих солей в грунте (2 - 13 %) сопротивление грунта сдвигу и пластическая прочность уменьшаются по сравнению с незасоленным грунтом.

3. При содержании 30 - 40 % гипса сопротивление грунтов сдвигу и их пластическая прочность увеличиваются.

4. Грунты, содержащие 5 - 13 % NaCl, 40 % CaSO4 и 4 - 10 % Na2SO4, относятся к непросадочным и практически мало сжимаются под нагрузкой 3 кг/см2. Избыточнозасоленные грунты, содержащие 13 % Na2SO4, относятся к сильносжимаемым и просадочным грунтам.

5. При капиллярной увлажнении неминерализованной и минерализованной водой сильно- и избыточнозасоленных грунтов происходят заметные изменения влажности, плотности и содержания легкорастворимых солей в слое 0 - 20 см, а у гипсированных в слое 0 - 9 см, считая от уровня воды.

6. Использование классификации засоленных грунтов по качественному характеру засоления, принятой в почвоведении (в основу которой положено влияние солей на произрастание растений), в дорожном строительстве нецелесообразно, так как оно не отражает специфических свойств в поведения засоленных грунтов в земляном полотне автомобильных дорог.

7. Предлагаемые изменения по качественному характеру засоления в классификации засоленных грунтов основываются на изменении прочностных свойств грунтов (пластическая прочность) в зависимости от процента соотношения ионов Cl'/SO"4 выраженных в миллиэквивалентах. Граничные величины пластической прочности из кривой зависимости Pm от отношения ионов хлора к сульфат-ионам определяют типы засоления.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ВОДНО-СОЛЕВЫМ РЕЖИМОМ И УСТОЙЧИВОСТЬЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, ВОЗВЕДЕННОГО ИЗ ЗАСОЛЕННЫХ И ГИПСИРОВАННЫХ ГРУНТОВ

С целью более глубокого изучения зависимости между устойчивостью земляного полотна и его водно-солевым режимом в 1956 г. были организованы систематические наблюдения за состоянием земляного полотна на опытных поперечниках, как заложенных ранее, так и выбранных дополнительно. С 1959 г. по 1964 г. проводили наблюдения за водно-солевым режимом и устойчивостью земляного полотна на 40 дорожных участках Бухарской, Хорезмской областей, Кара-Калпакской АССР и Голодной степи. Исследования проводили ежегодно 2 - 5 раза, обычно в периоды максимального соленакопления и влагонакопления.

Весной 1962 г. на участках наблюдений в Бухарской области были проведены испытания земляного полотна, построенного из грунтов, содержащих 30 - 40 % CaSO4, и из сильнозасоленных тяжелых пылеватых суглинков, навесным прессом. Получены следующие значения модуля деформации: для гипсированных грунтов при λ = 0,1 - 360 кг/см2, при λ = 0,2 - 300 кг/см2 и для сильнозасоленных грунтов соответственно 350 и 335 кг/см2 х). В течение всего периода наблюдений относительная влажность в слое грунта толщиной 0,5 м от дна корыта на большей части участков наблюдения не превышала 64 %, т.е. была близкой к оптимальной влажности грунтов. Коэффициент уплотнения колебался в пределах 0,90 - 0,99. Земляное полотно, построенное из грунтов, содержащих в верхней метровой толще до 8 % и более солей, т.е. из грунтов, относящихся по существующей классификации к избыточнозасоленным, показало достаточную устойчивость. Не наблюдалось деформаций земляного полотна, построенного из грунтов, содержащих до 40 % гипса.

х) испытания навесным прессом проводил инж. Бутлицкий Ю.В.

Результаты проведенных в 1959 - 64 гг. полевых и лабораторных исследований засоленных и гипсированных грунтов и опыт строительства земляного полотна из этих грунтов создали основу для расширения границ предельно допустимого содержания гипса в грунтах, используемых для возведения земляного полотна с усовершенствованными покрытиями (при 1 и 2 типах местности до 40 % и при 3 типе местности до 30 %)6) и легкорастворимых солей (при сульфатном и хлоридно-сульфатном характере засоления от 5 до 8 %)7). Последнее показывает, что существующая классификация засоленных грунтов требует уточнения в смысле установления новых границ применимости этих грунтов для строительства земляного полотна автомобильных дорог.

6) Мотылев Ю.Л., Бутлицкий Ю.В., Ступакова Л.Ф., Федосеева Т.И., Шульгина В.П. Исследование устойчивости земляного полотна из засоленных грунтов. М., Автотрансиздат, 1963.

Ступакова Л.Ф. Исследование устойчивости земляного полотна, возведенного из гипсированных и избыточнозасоленных грунтов. Сб. докладов и сообщений. Секция земляного полотна, методов расчета нежестких дорожных одежд и устройства покрытий и оснований из укрепленных грунтов. М., Союздорнии, 1963.

7) Ступакова Л.Ф., Попова Р.А. Возведение земляного полотна из избыточнозасоленных грунтов. Журн. «Автомобильные дороги», 1965, № 4.

Ступакова Л.Ф., Смолина Л.Б. Плотность и пластическая прочность избыточнозасоленных и гипсированных грунтов Узбекистана в условиях капиллярного увлажнения минерализованной водой. Тезисы докладов 28-й научно-технической конференции кафедр Ташкентского института инженеров транспорта, 1964.

Ступакова Л.Ф., Смолина Л.Б. Влияние капиллярного увлажнения на прочность засоленных грунтов. Доклады АН УзССР, 1965, № 8.

Таким образом,

1. Полевые наблюдения за водно-солевым режимом и устойчивостью земляного полотна автомобильных дорог, построенных в условиях распространения засоленных и гипсированных грунтов, показали, что оно сохраняет устойчивость.

2. Результаты проведенных наблюдений позволяют сделать вывод, что предельное допустимое содержание легкорастворимых солей и гипса может быть повышено.

3. В настоящее время можно рекомендовать повысить содержание легкорастворимых солей от 5 до 8 % при сульфатном и хлоридно-сульфатном характере засоления и гипса в 1 и 2 типах местности - до 40 %, в 3 типе - до 30 %.

4. Для обеспечения устойчивости земляного полотна, возводимого из засоленных и гипсированных грунтов, необходимо предусмотреть:

устройство монолитного водонепроницаемого покрытия;

укрепление откосов и обочин;

равномерное распределение солей;

выполнение установленных к конструкциям и качеству работ требований (ВСН 97-63).

3. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УТОЧНЕНИЮ КЛАССИФИКАЦИИ ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

1. В связи с тем, что легкорастворимые соли оказывают на грунты многообразное и сложное влияние, в качестве критерия допустимого содержания солей в грунте, а также количественных границ степени засоления, которым должны соответствовать дифференцированные нормы проектирования земляного полотна, следует принимать совокупность показателей, выражающих влияние степени и качественного характера засоления на свойства грунта. Такими показателями являются: характерные влажности грунта, его сопротивление нагрузкам (сдвигу, сжатию, вдавливанию) при постоянной абсолютной и относительной влажности, максимальная плотность при стандартном уплотнении, водоустойчивость, а также наличие в грунте нерастворимых солей, способных к выщелачиванию при его увлажнении грунтовыми водами и атмосферными осадками.

Количественные границы степени засоления должны отражать изменения этих показателей под влиянием солей. В качестве критерия предельного допустимого содержания солей в грунте должна приниматься такая степень засоления, при дальнейшем увеличении которой использование грунта для возведения земляного полотна становится нецелесообразным из-за резкого снижения его прочности и водоустойчивости.

2. Предлагается сохранить принятый в настоящие время принцип классификации засоленных грунтов по степени засоления с учетом его качественного характера. При этом степень засоления грунтов характеризуется средним суммарным содержанием легкорастворимых солей в слое грунта, подлежащего перемещению в насыпь, выраженным в процентах от веса абсолютно сухого грунта. Качественный характер засоления определяется отнесением содержания в грунте ионов Cl', выраженных в миллиэквивалентах, на 100 г сухого грунта, к содержанию ионов SO4".

Наряду с этим, численные границы, разделяющие засоленные грунты с различными степенью и качественным характером засоления, предлагается уточнить на основе проведенных исследований.

3. В соответствии с установленным влиянием качественного характера засоления на прочность грунта, взамен принятой ранее классификации засоленных грунтов, заимствованной из почвоведения, предлагается следующая (см. табл. 7):

Таблица 7

Качественную характеристику содового засоления до проведения исследований предлагается оставить прежнюю, т.е. называть засоление содовым при содержании в грунте ионов CO3" и HCO3" свыше одной трети суммарного содержания ионов Cl' и SO4".

4. В качестве наименьшей степени засоления, при которой используемые для возведения земляного полотна грунты рассматривают как засоленные, взамен степени засоления, принятой в настоящее время, 0,3 %, рекомендуется принять 0,5 %, учитывая, что при меньшей степени засоления легкорастворимые соли практически не оказывают влияния на физико-механические свойства грунта.

В соответствии с фактическими данными исследований о влиянии солей на физико-механические свойства грунтов и с результатами многолетних наблюдений за водно-солевым режимом и устойчивостью земляного полотна дорог, построенных в условиях распространения грунтов с высокой степенью засоления, предельное допустимое содержание легкорастворимых солей в грунте, используемом для возведения земляного полотна, предлагается повысить: при хлоридном и сульфатно-хлоридном засолении - от 8 до 10 %, при сульфатном и хлоридно-сульфатном засолении - от 5 до 8 %.

6. Рекомендуется следующая классификация засоленных грунтов по степени засоления (табл. 8):

Таблица 8

7. В соответствии с ранее проведенными исследованиями Среднеазиатского филиала Союздорнии предлагается повысить максимальное допустимое содержание труднорастворимых солей (гипса) в грунтах, отсыпаемых в насыпь, при 1 и 2 типах местности от 30 до 40 %; при 3 типе местности - от 20 до 30 %.

8. Степень засоления грунтов учитывается при выборе норм проектирования земляного полотна и мероприятий, повышающих его устойчивость, в соответствии с § 72 - 81 ВСН 97-63.

9. Избыточнозасоленные грунты для возведения земляного полотна дорог с усовершенствованными покрытиями применять не рекомендуется. В виде исключения допускается использование грунтов избыточного засоления, содержащих на 1 - 2 % солей более, чем указано в настоящих «Предложениях», при возведении земляного полотна дорог V категории с переходными покрытиями, при условии обеспечения водоотвода. В остальных случаях при прохождении трассы по участкам местности с избыточнозасоленными грунтами необходимо руководствоваться ВСН 97-63.

10. Настоящие «Предложения» распространяются на V дорожно-климатическую зону и на область применения засоленных грунтов как материала для возведения земляного полотна. Для других дорожно-климатических зон и областей применения засоленных грунтов (например, для их укрепления вяжущими) впредь до накопления соответствующих экспериментальных данных и практического опыта рекомендуется пользоваться действующими классификациями засоленных грунтов (ВСН 97-63, СН 25-64).

СОДЕРЖАНИЕ