Физико-механические и физические свойства грунтов оказывают существенное влияние на конструкцию земляного полотна, способы производства работ и, в конечном итоге, на стоимость всей автомобильной дороги.
Грунты, используемые для возведения насыпей, разделяют на четыре основные группы: скальные, добываемые путем разрушения естественных сплошных или трещиноватых скальных массивов; крупнообломочные, залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных и делювиальных отложений; песчаные; глинистые.
По своим физико-механическим свойствам грунты, залегающие в верхней толще земной коры, подразделяют:
1. Щебенистый грунт - неокатанные остроугольные разрушенные горные породы размером частиц до 200 мм и насыпной плотностью 1750...1900 кг/м3, естественной влажностью 2...6 % и коэффициентом разрыхления 1,3...1,4.
2. Гравелистый грунт - обломочная горная порода, состоящая из несцементированных окатанных зерен размером до 70 мм. Окатанные частицы от 70 до 200 мм принято называть галькой. Насыпная плотность гравелистого грунта достигает 1700...1900 кг/м3, естественная влажность - 2...8 % и коэффициент разрыхления - 1,14...1,28.
|
|
3. Песок - рыхлая горная порода, состоящая из обломков различных минералов и пород в виде зерен диаметром от 0,12 до 5 мм. Песок подразделяют на крупный с преобладанием фракции 0.5...5 мм, средний с преобладанием фракции 0,25...0,5 мм; мелкий с содержанием частиц 0,1...0,25 мм более 50%. Песок, в котором преобладает фракция менее 0,1 мм, называют пылеватым. Насыпная плотность песка - 1500... 1600 кг/м3, естественная влажность - 8...12% и коэффициент разрыхления - 1,0...1,1.
4. Супесь - грунт, содержащий от 30 до 50 % песчаных частиц. Насыпная плотность 1500...1600 кг/м3, естественная влажность - 10...15 %, коэффициент разрыхления - 1,2...1,3, число пластичности - 1...7.
5. Глина представляет собой силикат, содержащий глинозем, кремнезем, примеси песка, извести и др., а также химически связанную воду. Глина содержит частиц мельче 0,005 мм более 30 %. При содержании в глине частиц мельче 0,005 мм более 60 %, ее называют тяжелой. Плотность глины при естественной влажности - 20...30 % составляет 1500...1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления - 1,15...1,30. Число пластичности, в зависимости от содержания глинистых частиц, - 17...27.
6. Суглинок - грунт, содержащий от 10 до 30 % глинистых частиц. Плотность суглинка при естественной влажности 14...19 % составляет от 1500 до 1600 кг/м3. Коэффициент разрыхления изменяется в пределах от 1,2 до 1,3. Суглинок с числом пластичности 7...12 называют легким, а с числом пластичности свыше 12 - тяжелым.
7. Растительный грунт имеет в своем составе гумуса от 4 до 22 %. По механическим свойствам приближается к тяжелым суглинкам. Плотность растительного грунта при влажности 20...25 %составляет 1200...1300 кг/м3, а коэффициент разрыхления - 1,3...1,4.
|
|
Пригодность грунта для сооружения земляного полотна определяется его дорожно-строительными свойствами (табл. 1.5.1).
Для насыпей применяют грунты, состояние которых под действием природных факторов не изменяется или изменяется незначительно, что не влияет на их порочность и устойчивость в земляном полотне. К таким грунтам относят: скальные неразмягчаемые породы, крупнообломочные, песчаные (кроме мелких и пылеватых), супеси крупные и легкие (табл. 1.5.1).
Таблица 1.5.1
Классификация грунтов по их дорожно-строительным свойствам
Вид грунта | Распределение частиц по крупности, % от массы сухого грунта | Содержание песчаных частиц, % от массы сухого грунта | Число пластичности | Пригодность грунтом для отсыпки землянок) полотна |
Крупнообломочные: | ||||
Щебенистый (неокатанные частицы) | Крупнее 10 мм, более 50 % | - | - | Весьма пригоден |
Гравелистый (окатанные частицы) | Крупнее 10 мм, более 50 % | - | - | То же |
Древесный (при преобладании окатанных частиц - гравелистый) | Крупнее 2 мм, более 50 % | - | - | -«- |
Песчаные: | ||||
Песок гравелистый | Крупнее 2 мм более 25 % | Весьма пригоден | ||
Песок крупный | Крупнее 0,5 мм более 50 % | - | - | Пригоден |
Песок среднем крупности | Крупнее 0,25 мм более 50 % | - | - | То же |
Песок мелкий | Крупнее 0,1 мм более 75 % | - | - | Пригоден, но менее устойчив |
Песок пылеватый | Крупнее 0,05 мм более 75 % | - | - | Малопригоден |
Глинистые: | ||||
Супесь | Легкая крупная | 1...7 | Весьма пригодна | |
-«- | Легкая пылеватая | 20...50 | 1...7 | Пригодна |
-«- | Тяжелая пылеватая | 1...7 | Малопригодна | |
Суглинок: | Легкий | 7...12 | Пригоден | |
-«- | Легкий пылеватый | 7...12 | То же | |
-«- | Тяжелый | 12...17 | То же | |
-«- | Тяжелый пылеватый | 12...17 | Малопригоден | |
Глина: | Песчаная | 17...27 | Пригодна | |
-«- | Пылеватая полужирная | Не нормируется | 17...27 | Малопригодна |
-«- | Жирная | То же | Не пригодна |
Грунты глинистые, мелкие и пылеватые пески, размягчаемые скальные грунты также пригодны для возведения земляного полотна, но при этом необходимо учитывать некоторые ограничения.
Кроме грунтов природного происхождения для отсыпки насыпей применяют отходы промышленности: золошлаковые материалы, отвалы горнодобывающей промышленности и др.
Насыпи возводят из грунта, который получают при разработке выемок, грунтовых карьеров или боковых резервов. Объем потребного грунта для насыпей
Vк = Vн · k 0, (1.5.1)
где Vн - объем возводимой насыпи, м3;
k 0 - коэффициент относительного уплотнения.
k 0 = dн / dе, (1.5.2)
где dн - требуемая плотность грунта в теле насыпи, кг/м3;
dе - плотность грунта в естественном состоянии, кг/м3.
По трудности разработки дорожными машинами, грунты подразделяют на четыре группы (табл. 1.5.2).
Таблица 1.5.2
Группы грунтов по трудности разработки механизированными средствами
Наименование и краткая характеристика грунта | Группа фунта по трудности разработки машинами | ||||
одноковшовыми экскаваторами | скреперами | бульдозерами | автогрейдерами | грейдерэлеваторами | |
Галька и гравий всех видов крупностью до 80 мм, без валунов (крупнее 80 мм с валунами) | I, II | II | II | II | - |
Глина: | |||||
- жирная мягкая и насыпная | II | II | II | II, III | II |
- слежавшаяся всех видов, твердая (без примесей); | III | - | II | III | - |
- с примесью щебня, гальки или гравия 10 % и более; | III | - | II | III | - |
- маренная (с валунами до 30 %) | IV | - | III | - | - |
- тяжелая ломовая (юрская) | III | II | III | III | III |
Грунт растительного слоя: | |||||
- без корней и валунов; | I | I | I | I | I |
- с примесью щебня, гравия | II | - | III | - | - |
Песок: | |||||
-всех видов естественной влажности; | I | II | II | II | III |
- сухой сыпучий с примесью | I | II | III | - | - |
Скальные грунты: | |||||
- предварительно разрыхленные; | IV | - | III | - | - |
- не требующие разрыхления | IV | - | IV | - | - |
Суглинок: | |||||
- легкий и лессовидный тяжелый и слежавшийся; | I | I | I | I | I |
- с примесью щебня, гравия и строительного мусора | II | II | II | II | II |
Супеси всех видов | I | II | II | II | II |
Мерзлые грунты, песчаные и супесчаные, глинистые и суглинистые, предварительно разрыхленные | II...IV | III, IV | III | - | - |
|
|