Спорудження земляного полотна в умовах /підвищеної вологості ґрунтів
Загальні положення
До ґрунтів підвищеної вологості потрібно відносити ґрунти, які в період укладання їх в насип або розроблення у виїмці (кар’єрі, резерві) мають вологість більшу ніж та, при якій ці ґрунти можуть бути ущільнені з kущ³0,95 (див. таблицю 4.1). Такі ґрунти найбільш характерні для гірських умов Карпат та північних областей України.
Ґрунти підвищеної вологості можуть бути використані за умови досягнення необхідної міцності і стійкості земляного полотна на час закінчення будівництва дороги. Ущільнення ґрунтів в земляному полотні автомобільної дороги, яка подається до здачі в експлуатацію повинно відповідати нормативним вимогам.
При розробленні заходів з використання таких ґрунтів потрібно враховувати: вид ґрунту і зміну його властивостей при зміні вологості; несучу здатність природних основ і насипних шарів; зміну вологості у часі в процесі консолідації під дією власної маси; зміну вологості внаслідок природного просушування або вологонакопичення (з урахуванням погодних умов в період виконання земляних робіт); можливість їх осушення і зміцнення шляхом введення в ґрунт інертних або активних домішок.
Загальні обмеження, які встановлені діючими нормативними документами на використання у верхній частині земляного полотна глинистих і пилуватих ґрунтів за умови забезпечення їх міцності і стабільності (незалежно від стану), поширюються і на ґрунти підвищеної вологості.
Під час земляних робіт в ґрунтах підвищеної вологості особливо важливе значення мають заходи стосовно попередження додаткового зволоження їх атмосферними опадами, поверхневими або ґрунтовими водами.
У ПВР повинні бути враховані специфічні особливості ґрунтів підвищеної вологості, що впливають на вибір землерийних, транспортних і ущільнюючих машин, їх продуктивність, прохідність по тимчасових дорогах, вплив на експлуатацію тимчасових споруд.
При виборі місць розроблення ґрунтів для земляного полотна і визначенні способів виконання земляних робіт потрібно враховувати вологість ґрунту в передбачений ПОБ сезонний період виконання земляних робіт. Прогноз розрахункової вологості здійснюють з урахуванням кількості опадів, умов накопичення вологості, глибини промерзання, розрахункового рівня ґрунтових вод, середньої температури повітря. Розрахунковий рівень ґрунтових вод і кількість опадів приймають з повторюваністю один раз за десять років.
У всіх випадках застосування для спорудження земляного полотна ґрунтів підвищеної вологості (крім піщаних) потрібно враховувати зменшення продуктивності машин при їх розробленні, переміщенні і ущільненні.
Вибір машин здійснюють на основі техніко-економічного порівняння з урахуванням обмежень на прохідність.
З урахуванням комплексу фізико-механічних властивостей, що визначають вибір конструкції і технології спорудження земляного полотна, зв’язні ґрунти за ступенем перезволоження потрібно поділяти на дві категорії (таблиця 7.1).
Таблиця 7.1
Ступінь пере-зволоження | Технологічні характеристики зв’язних ґрунтів | Вологість відносно верхньої межі пластичності | |||||
прохідність | налипання на робочі органи (колеса) | можливість ущільнення | пісок пилуватий, супіски | суг-линки легкі | суг-линки важкі | глини | |
Допустимий | Утруднена | Велике | Машинами з 0,95>kущ³0,90 | 0,75< W/WL 0,85 | 0,68<W/WL 0,77 | 0,63<W/WL 0,72 | 0,58<W/WL 0,65 |
Надмірний | Машини великої прохідності | Дуже велике | kущ<0,90 Тільки шляхом консолідації | W/WL >0,85 | W/WL>0,77 | W/WL>0,72 | W/WL>0,65 |
Ґрунти допустимого ступеня перезволоження дозволяється використовувати для спорудження насипів автомобільних доріг при умові їх природного просушування або осушення активними домішками до вологості, що дозволяє ущільнення ґрунту з kущ³0,95.
При використанні ґрунтів надмірного ступеня перезволоження, що, як правило, складають основи насипів і ущільнюються шляхом консолідації, тривалість технологічної перерви до спорудження постійного покриття визначають в проекті індивідуальним розрахунком. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні проектом може бути передбачене стадійне будівництво доріг III і IV категорій з експлуатацією їх на першій стадії, при частковій консолідації основи, з врахуванням виконання згодом відповідного ремонту після остаточного осідання земляного полотна.
Зв’язні ґрунти надмірної вологості в основах насипів консолідуються під дією ваги насипу.
Величина найменшого (порогового) навантаження Р0 на ґрунт, з якого починається процес консолідації, обумовлена в’язкістю і структурною міцністю ґрунту, що визначається з умов компресійного стискання. Значення Р0 (висота насипу, м) при =1,5 г/см3 наведені в таблиці 7.2.
Консолідаційні характеристики глинистих ґрунтів підвищеної вологості визначають за загальноприйнятою методикою на зразках заданої щільності і вологості.
Таблиця 7.2
Ґрунт (число пластичності IL) | Р0, МПа (висота насипу, м) при W/WL | |||
>0,62 | >0,67 | >0,72 | 0,77 | |
Суглинок легкий (7<ІL 12) | – | – | – | 0,035 (Н 2,35) |
Суглинок важкий (12<ІL 17) | – | – | 0,075 (Н 5,0) | – |
Глини пісні | – | 0,14 (Н 9,0) | – | – |
Глини масні | 0,29 (Н 19,0) | – | – | – |