Требование к степени уплотнения грунта земляного полотна

Под действием собственного веса, давления проезжающих автомо­билей и попеременного увлажнения и просыхания разрыхленный при разработке грунт в насыпях постепенно уплотняется. Требуется не­сколько влажных сезонов года, чтобы осадки практически прекрати­лись. Еще сравнительно недавно насыпи возводили с запасом на осадку, которая достигалась только спустя несколько лет. При современных методах скоростного дорожного строительства невозможно дожидать­ся окончания длительного процесса естественного уплотнения грунта в насыпях. Поэтому в ходе отсыпки земляного полотна грунты искус­ственно уплотняют.

Для того чтобы втеле насыпи не возникало просадок от уплотнения, пористость грунта должна соответствовать напряжениям, действую­щим внутри насыпи (рис. XIV.7). Напряжения от собственного веса грунта возрастают пропорционально глубине рассматриваемого слоя. Внешняя нагрузка создает напряжения, затухающие на некоторой глубине от поверхности. При невысоких насыпях напряжения от транс­портных нагрузок распространяются в подстилающий грунт и могут вызывать его уплотнение и просадку насыпи (рис. XIV.8). Поэтому под­стилающие насыпь рыхлые пахотные и просадочные лёссовые грунты до начала работ по отсыпке земляного полотна следует уплотнять тя­желыми катками с тем, чтобы коэффициент пористости грунта в основании е₂ соответствовал суммарному напряжению о₂. В нижней части подтапливаемых водой насыпей может действовать капиллярное дав­ление, а также напряжения, развивающиеся при усадке грунта во время его просыхания, после спада высоких вод.

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов вы­соту насыпи разделяют на несколько зон. Требуемая степень уплотне­ния грунта в каждой из зон назначается в соответствии с действующими в ее пределах напряжениями.

В верхнем слое насыпи толщиной до 1,5 м действуют статические и динамические напряжения от проезжающих автомобилей, а также интенсивно протекают процессы увлажнения и просыхания грунта в процессе круглогодичного цикла изменения водного режима грунтов. Уплотнение грунтов в этой зоне должно соответствовать: для связ­ных грунтов—давлению внутренних сил, вызывающих усадку, а для супесей, легких суглинков и пес­ков — напряжениям от автомоби-ей. Наблюдения показали, что для каждого природного района существует некоторая оптималь­ная степень уплотнения грунтов в зоне развития процессов зимне­го влагонакоплення. Грунты, чрез­мерно уплотненные в период строи­тельства, в климатических райо­нах, где в зимний период происхо­дят интенсивные процессы мигра­ции влаги и накопления ледяных линз, после нескольких лет экс­плуатации претерпевают некоторое разрыхление.

В средних слоях насыпей на расстоянии до 6 м от бровки вод­ный режим грунта относительно постоянен, а напряжения от внеш­ней нагрузки и собственного веса грунта малы. Поэтому в пределах этой зоны может быть допущена несколько меньшая степень уплот­нения грунта, чем в верхних.

Для нижних слоев насыпей на глубине от бровки более 6 м, где грунт при кратковременных под­тапливаниях может подвергаться капиллярному увлажнению и последующему просыханию, к сте­пени уплотнения грунтов предъ­являются требования, близкие к требованиям к верхним слоям насыпей.

В насыпях на участках, подтапливаемых водой длительное время, нижние слои, постоянно расположенные ниже уровня воды, работают в условиях сжатия под влиянием веса вышерасположенных слоев на­сыпи и внешней нагрузки. В них устанавливается степень уплотнения, соответствующая компрессионной зависимости.

Требования к уплотнению грунтов земляного полотна нормируют по величинам плотности скелета грунтов б_п, которую выражают в до­лях от максимальной плотности б_тах, соответствующей так называемо­му стандартному уплотнению, выполняемому в лаборатории при опти­мальной влажности грунта. Отношение б_п/б_тах называют коэффициен­том уплотнения.

Оптимальной влажностью грунта называют влажность, при ко­торой' необходимое уплотнение грунта может быть достигнуто при меньшей работе на уплотнение по сравнению с другими влажностями. Эта влажность близка к среднему значению влажности грунта в ре­зервах в период выполнения земляных работ во II—III климатических зонах СССР.

При строительстве автомобильных дорог требуется обеспечивать уплотнение земляного полотна до величин, указанных в табл. XIV.-!.