Грунты для сооружения земляного полотна

Грунты при проектировании земляного полотна классифицируют в соответствии с общей инженерно-геологической классификацией грунтов согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». При этом выделяют четыре класса грунтов:

I класс природных скальных грунтов с жесткими структурными связями (кристаллизационными или цементационными);

II класс природных дисперсных грунтов с водноколлоидными и механическими структурными связями;

III класс природных мерзлых грунтов с криогенными структурными связями;

IV класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов с различными структурными связями.

В классе природных скальных грунтов выделяют группы (скальные и полускальные), подгруппы (по генезису), типы (по минералогическому составу), виды (по наименованию) и разновидности (по прочности, плотности, выветрелости, размягчаемости, водопроницаемости, засоленности, структуре и текстуре, температуре).

В классе природных дисперсных грунтов выделены группы (по связности), типы (по минералогическому составу и содержанию органики), виды (по наименованию) и разновидности (по зерновому составу, его неоднородности, по числу пластичности, по наличию включений, по показателю текучести, по набухаемости, по просадочности, степени водонасыщения, коэффициенту пористости и степени плотности, по выветрелости, по истираемости, по содержанию органических веществ, по степени разложения, по степени зольности, по степени засоленности, по пучинистости при промерзании, по температуре).

В классе природных мерзлых грунтов различают группы (по характеру структурных связей), подгруппы (по генезису), типы (по названию), виды и разновидности (по льдистости за счет видимых ледяных включений, температурно-прочностным свойствам, степени засоленности и криогенной текстуре).

В классе техногенных грунтов различают грунты (по характеру структурных связей), подгруппы (по особенностям образования), типы, виды и разновидности (как соответствующие разновидности классов природных грунтов с учетом специфических особенностей и свойств техногенных грунтов).

В классе природных дисперсных грунтов в качестве видов выделяют:

глинистые грунты;

илы, сапропели, заторфованные грунты;

торфы и другие органические грунты;

пески, крупнообломочные грунты.

Крупнообломочный грунт - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты делят на разновидности:

валунный (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый) - при массе частиц крупнее 200 мм более 50 %;

галечниковый (при преобладании неокатанных частиц - щебенистый) - масса частиц крупнее 10 мм более 50 %:

гравийный (при преобладании неокатанных частиц - дресвяный) - масса частиц крупнее 2 мм более 50 %.

Песок - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 %.

Различают пески:

гравелистый - масса частиц крупнее 2 мм более 25 %;

крупный - масса частиц крупнее 0,5 мм более 50 %;

средней крупности - масса частиц крупнее 0,25 мм более 50 %;

мелкий - масса частиц крупнее 0,1 мм 75 % и более;

пылеватый- масса частиц крупнее 0,1 мм менее 75 %.

По степени неоднородности гранулометрического состава крупнообломочных грунтов и песков различают: однородный С_и < 3; неоднородный С_и > 3 (С_и - коэффициент неоднородности - отношение диаметра частиц, меньше которого в грунте содержится более 60 % частиц, к диаметру, меньше которого содержится 10 % частиц по массе).

Глинистый грунт - связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности более 1.

Глинистые грунты делятся на разновидности: супеси - с числом пластичности от 1 до 7; суглинки-с числом пластичности от 7 до 17; глины - с числом пластичности более 17.

Супеси, суглинки и глины делят по содержанию песчаных частиц (2-0,5 мм), по наличию крупнообломочных включений и по относительному содержанию органических веществ.

Глинистые грунты делят на разновидности по показателю текучести (консистенции), по относительному набуханию, по относительной просадочности, по степени засоления, по температуре и льдистости, по степени цементации льдом.

В число дисперсных связных грунтов входят также виды: сапропели, илы, заторфованные грунты и торфы. Внутри выделяются соответствующие разновидности по особенностям состава и состояния.

Наряду с использованием общей инженерно-геологической классификации применяют дополнительно отраслевые классификации грунтов по отдельным признакам, важным с точки зрения проектирования земляного полотна (табл. 11.1 - 11.9). При различиях в отражении этих признаков в общей классификации и в отраслевой в расчет принимают отраслевую классификацию.

При оценке грунтов, используемых в дорожном строительстве, наряду с обычными грунтами, представленными в основном четвертичными отложениями, выделяют особые грунты, которые обладают специфическими свойствами, требующими дополнительного учета при проектировании.

К особым грунтам относят: торфяные и заторфованные грунты, сапропели, илы, иольдиевые глины, лёссы, аргиллиты и алевролиты, мергели, глинистые мергели и мергелистые глины, трепел, тальковые и пирофиллитовые грунты, дочетвертичные глинистые грунты, глинистые сланцы и сланцевые глины, черноземы, барханные пески, техногенные грунты (отходы промышленности).

При использовании обычных грунтов в типовых случаях проектные решения принимают на основе оценки грунтов по составу и состоянию с выходом на количественные показатели физико-механических свойств по табличным данным (классификации и типизации), приводимым в соответствующих нормативных документах.

При использовании особых грунтов, независимо от того относится ли конструкция земляного полотна по своим геометрическим параметрам к типовому или индивидуальному случаю, требуются дополнительные данные, отражающие особенности их свойств и специфику их поведения в том или ином элементе земляного полотна. Такие оценки делают на основе непосредственных испытаний конкретного грунта или по специальным типизациям, обобщающим изучение свойств того или иного особого грунта.

Таблица 11.1.

Разновидности глинистых грунтов, используемых в рабочем слое земляного полотна автомобильных дорог

Разновидности	Показатели
Содержание песчаных частиц, % по массе	Число пластичности
Супесь:
легкая крупная	Более 50	1-7
легкая	Более 50	1-7
пылеватая	50-20	1-7
тяжелая пылеватая	Менее 20	1-7
Суглинок:
легкий	Более 40	7-12
легкий пылеватый	Менее 40	7-12
тяжелый	Более 40	12-17
Глина:
песчанистая	Более 40	17-27
пылеватая	Менее 40	17-27
жирная	Не нормируется	Более 27

Примечания: 1. Для супесей легких крупных учитывается содержание песчаных частиц размером 2-0,25 мм, 2. При содержании в грунте 20- 50 % (по массе) частиц крупнее 2 мм к названию видов глинистых грунтов, устанавливаемых по табл. 11.1, добавляется слово «гравелистый» (при окатанных частицах) или «щебенистый» (при неокатанных частицах).

Таблица 11.2.

Разновидности грунта, используемого в земляном полотне, по степени засоления

Разновидность грунта	Суммарное содержание легкорастворимых солей, % от массы сухого грунта
Хлоридное, сульфатно-хлоридное засоление	Сульфатное, хлоридно-сульфатное. Содовое засоление
Слабозасоленные	0,5-2,0 0,3-1,0	0,5-1,0 0,3-0,5
Среднезасоленные	2,0-5,0 1,0-5,0	1,0-3,0 0,5-2,0
Сильнозасоленные	5,0-10,0 5,0-8,0	3,0-8,0 2,0-5,0
Избыточно засоленные	>8,0 >10,0	>8,0 >5,0

Примечание. В числителе даны значения для V дорожно-климатической зоны, в знаменателе - для остальных зон.

Таблица 11.3.

Разновидности грунта, используемого в рабочем слое, по просадочности при замачивании

Разновидность грунта	Коэффициент уплотнения	Относительная деформация просадки, % от толщины слоя промачивания
Непросадочный Слабопросадочный Просадочный Сильнопросадочный	Более 0,92-0,95 0,85-0,91 0,80-0,84 Менее 0,75-0,79	Менее 2 2-7 8-12 Более 12-15

Примечание. Классификация не распространяется на скальные водоустойчивые грунты и грунты с включением водонерастворимых цементирующих веществ, просадочность которых оценивают поданным лабораторных испытаний.

Таблица 11.4.

Разновидности грунта, используемого в рабочем слое, по набухаемости

Разновидности грунта по набухаемости (при влажности 0,5 wо)	Относительная деформация набухания, % от толщины слоя увлажнения
Ненабухающие Слабонабухающие Средненабухающие Сильнонабухающие	Менее 2 2-4 5-10 Более 10

Примечание. w_о - оптимальная влажность.

Таблица 11.5.

Классификация грунтов, используемых в верхней части земляного полотна, по степени пучинистости при промерзании

Группы грунта по степени пучинистости	Наименование грунта по пучинистости	Относительное морозное пучение образца
I	Непучинистый	< 1
II	Слабопучинистый	1 -4
III	Пучинистый	4-7
IV	Сильнопучинистый	7-10
V	Чрезмерно пучинистый	> 10

Примечания: 1. Испытание на пучинистость при промерзании грунта. Допускается группу грунта по степени пучинистости при промерзании определять по табл. 11.6 без испытаний в лаборатории по специальной методике с подтоком воды.

2. При оценке морозного пучения расчетом испытание грунтов на интенсивность морозного пучения ведут по специальной методике.

Таблица 11.6.

Группы грунтов по степени пучинистости.

Грунты	Группа по степени пучинистости
Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 2 %	I
Песок гравелистый, крупный, средней крупности и мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 15 % Супесь легкая крупная	II
Супесь легкая, суглинок легкий и тяжелый	III
Песок пылеватый, супесь пылеватая, суглинок тяжелый пылеватый	IV
Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый	V

Примечание. Коэффициент морозного пучения щебенистых, гравелистых, дресвяных песков при содержании частиц мельче 0,05 мм свыше 15 % ориентировочно принимают как для пылеватого песка и проверяют в лаборатории.

Таблица 11.7.

Ориентировочные значения морозного пучения земляного полотна

Грунт рабочего слоя	Среднее значение относительного морозного пучения зоны промерзания при ее глубине 1,6 м
Песок: гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 2 %	1
гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 15 %	1 1-2
мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 мм до 2 %	1 1-2
мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 мм менее 15 %	1-2 2-4
пылеватый	2-4 7-10
Супесь: легкая крупная	1-2 2-4
легкая	1-2 4-7
Супесь: пылеватая	2-4 7-10
тяжелая пылеватая	4-7
Суглинок: легкий	2-4 4-7
легкий пылеватый	4-7
тяжелый	2-4 4-7
тяжелый пылеватый	2-4 7-10
Глины	2-4 4-7

Примечание. Числитель - при 1-й схеме увлажнения верхней части земляного полотна (по табл. 11.12). Знаменатель - при 2-й и 3-й схемах.

Таблица 11.8.

Классификация грунтов, используемых в земляном полотне, по степени увлажнения

Разновидность грунта по степени увлажнения	Влажность
Недоувлажненные Грунты нормальной влажности Повышенной влажности Переувлажненные	Менее wo От 0,9 wo до wдоп От wдоп до wпр Более wпр

Примечание: w_o - оптимальная влажность: w_пр - максимально возможная влажность грунта при коэффициенте уплотнения 0,9; w_доп - максимальная влажность, при которой обеспечивается еще возможность уплотнения грунта до требуемого нормами коэффициента уплотнения.

Таблица 11.9.

Определение допустимой влажности в зависимости от состава грунта

Виды грунтов по составу	Допустимая влажность wдоп в долях от оптимальной при требуемом коэффициенте уплотнения грунта
1,02-1,0	1,0-0,98	0,95	до 0,90
Пески пылеватые, супеси легкие крупные	1,30	1,35	1,60	1,60
Супеси легкие и пылеватые	1,20	1,25	1,35	1,60
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и легкие пылеватые	1,0-1,10	1,15	1,30	1,50
Суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые, глина	0,95-1,0	1.05	1,20	1,30

Примечания. 1. При возведении насыпей из непылеватых песков в летних условиях допустимая влажность не ограничивается.

2. Возможность применения связных грунтов с влажностью более (1,2-1,3) w_o должна быть проверена пробным уплотнением.

3. Настоящие ограничения не распространяются на насыпи, возводимые гидронамывом.

4. При возведении насыпей в зимних условиях допускаемая влажность не должна быть более 1,3 w_o для песчаных и непылеватых супесчаных, 1,2 w_o - для супесчаных пылеватых и суглинков легких и 1,1 w_o - для других связных грунтов.

Грунты, используемые в основании дорожных насыпей, делят на прочные и слабые.

К слабым относят связные грунты (глинистые и органические), имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании вращательным срезом) или модуль осадки при нагрузке 0,25 МПа более 50 мм/м (модуль деформации менее 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам относят: торф, заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.

Все грунты делят на дренирующие и недренирующие. К дренирующим относят грунты, имеющие при плотности соответствующей максимальной при стандартном уплотнении (ГОСТ 22733), коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут.

При использовании песчаных грунтов в рабочем слое к однородным наряду с песками, имеющими коэффициент неоднородности С_и < 3 (см. выше), относят также мелкие пески с содержанием не менее 90 % по массе частиц размером 0,1-0,25 мм.

Дата добавления: 2015-06-04