9.2. Поддерживающие и защитные устройства и конструкции

Тип укрепления поверхности откоса земполотна или водоотводного сооружения должна отвечать условиям работы укрепляемого сооружения и учитывать его конструкцию, грунтовые, гидрологические и погодно-климатические условия.

По характеру восприятия временных и постоянных нагрузок, а также природно-климатические факторов, конструкции укрепления разделяются на:

1. защитные (изолирующие) – предназначены для защиты поверхностных слоев откосов от температурных воздействий, атмосферных осадков, ветровой и водной эрозии;

2. несущие (удерживающие) – предназначены для компенсации сдвигающих усилий, возникающих в поверхностных слоях грунта откоса, а также силовых воздействий паводковых и поверхностных вод на откосы пойменных насыпей.

При назначении вида укрепления следует разрабатывать варианты и учитывать условия и время производства работ по сооружению земляного полотна и его укреплению.

Подтопляемые откосы насыпей следует защищать от волнового воздействия соответствующими типами укреплений в зависимости от гидрологического режима реки или водоема (сборные или монолитные бетонные и железобетонные плиты, габионы, покрытие из утилизированных автомобильных шин).

При соответствующем технико-экономическом обосновании взамен укреплений допускается применять уположение откосов (пляжный откос). Крутизну устойчивого к водному воздействию откоса следует определять расчетом в зависимости от гидрологических и климатических условий и вида грунта насыпи. Ориентировочно крутизну пляжного откоса допускается принимать по табл. 26 СНиП 2.05.02-85 (от 1:5 до 1:10).

Основными укреплениями защитного (изолирующего) типа являются:

1. биологические типы укреплений (посев трав, одерновка, посадка кустарника и т.д.)

2. покрытие в клетку или сплошное покрытие из нетканого синтетического материала с семенами многолетних трав;

3. сборная решетка бортовых колец или использованных шин с заполнением ячеек растительным грунтом с посевом трав или каменным материалом;

4. монолитная или сборная бетонная решетка с заполнением ячеек щебнем.

При технико-экономическом обосновании для укрепления откосов допускается использовать геотекстильные материалы. На геотекстильном полотне, выходящем на поверхность, необходимо устраивать защитное покрытие путем обработки органическим вяжущим (битумной эмульсией) с расходом 0,5-1,0 кг/м².

При необходимости существенного повышения жесткости и уменьшения водопроницаемости геотекстильного покрытия в креплениях водоотводных сооружений необходимо предусматривать двух-, трехразовую обработку геотекстильного полотна вяжущим с посыпкой песком.

Защитные и удерживающие сооружения, применяемые при возведении земляного полотна, следует проектировать индивидуально на основе специальных нормативных документов. При этом необходимо учитывать условия их строительства и эксплуатации.

9.3. Дорожно-строительная классификация грунтов

Грунты, используемые в дорожном строительстве, подразделяются в соответствии с СТБ 943:

1. Грунты для верхней части земляного полотна. При этом следует дополнительно подразделять в соответствии с Пособием Д2-01 «Проектирование земляного полотна автомобильных дорог» по:

• составу (пылевато-глинистые и осадочные несцементированные грунты);

• набухаемости (набухающие (< 2), слабонабухающие (2-4), средненабухающие (4-10), сильнонабухающие (>10) в зависимости от относительной деформации набухания, % толщины слоя увлажнения);

• относительной просадочности (непросадочные (< 2), слабопросадочные (2-7), просадочные (7-12), сильнопросадочные (>12) в зависимости от относительной деформации набухания, % толщины слоя промачивания);

• склонности к морозному пучению – группы I-V (непучинистый (< 1), слабопучинистый (1-4), пучинистый (4-7), сильно пучинистый (7-10), чрезмерно пучинистый (>10) в зависимости от относительного морозного пучения образца, %).

2. Грунты для сооружения насыпей и рабочего слоя подразделяются по степени увлажнения:

• недоувлажненные (менее 0,9W_о);

• нормальной влажности (0,9W_о-1,0W_о);

• повышенной влажности (W_доп-W_max);

• переувлажненные (свыше W_max),

где W_o – оптимальная влажность грунта; W_доп – допустимая влажность грунта; W_max – максимально возможная влажность грунта при коэффициенте уплотнения 0,9.

3. Пылевато-глинистые грунты по содержанию песчаных частиц по массе и числу пластичности подразделяются на:

• супесь (легкая крупная, легкая, пылеватая, тяжелая пылеватая);

• суглинок (легкий, легкий пылеватый, тяжелый, тяжелый пылеватый);

• глина (песчанистая, пылеватая, жирная).

4. Осадочные несцементированные обломочные грунты по распределению частиц по крупности (в % от массы сухого грунта) для проектирования и сооружения земляного полотна подразделяются на следующие виды:

• крупнообломочные (валунный, галечниковый и гравийный грунты);

• песчаные (гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый).

5. К подгруппе пылевато-глинистых грунтов относятся также лессовидные грунты, которые по числу пластичности делят на супеси, суглинки и глины (грунты с числом пластичности более 1, однородные, преимущественно макропористые, содержащие более 50 % частиц размером 0,05-0,005 мм, легко- и среднерастворимые соли и карбонаты кальция).

6. К подгруппе озерных грунтов относят илы – грунты с числом пластичности более 1, представляющие водонасыщенный осадок водоемов, имеющий влажность выше границы текучести и коэффициент пористости более 0,9.

7. Лессовидные грунты и илы делят на виды по коэффициенту пористости.

8. К особым грунтам следует относить: торфяные и заторфованные; сапропели, илы, лессы, мергели, тальковые, глинистые сланцы и сланцевые глины; черноземы; техногенные грунты (отходы промышленности).

9. К слабым грунтам следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа (модуль деформации ниже 5,0 МПа). При отсутствии данных испытаний к слабым грунтам следует относить торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5.

10. К дренирующим следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733 коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут.

Применительно к использованию для устройства земляного полотна различают следующие видов грунтов:

1. Крупнообломочные скальные грунты – обломки скальных пород, получаемые при искусственной разработке или залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных или делювиальных отложений. Различают глыбовые (валунные) и щебенистые (галечниковые) грунты. Эти грунты являются хорошим материалом для возведения насыпей, поскольку они устойчивы против воздействия текущей воды и не поглощают влагу. Однако использование крупнообломочных скальных грунтов встречает затруднения из-за трудности их уплотнения. Между скальной отсыпкой и дорожной одеждой должен быть устроен переходный грунтовой слой толщиной 0,5 м.

2. Гравийные и песчаные грунты водопроницаемы и не склонны к накоплению влаги при промерзании. Насыщение водой мало влияет на устойчивость этих грунтов в земляном полотне. Песчаные грунты (за исключением мелких пылеватых песков) представляют собой наилучший материал для насыпей, возводимых в неблагоприятных гидрологических условиях – на заболоченных участках и на поймах рек.

3. Супесчаные грунты обладают связностью в сухом состоянии, при увлажнении они сохраняют сопротивление нагрузкам, достаточное для устойчивости земляного полотна. Насыпи из супесчаных грунтов можно устраивать как в сухих, так и в переувлажненных местах.

4. Пылеватые супесчаные грунты, содержащие более 50% частиц диаметром мельче 0,25 мм, менее устойчивы в переувлажненном состоянии. При промерзании они склонны к накоплению влаги и лучению.

5. Пылеватые суглинки и тяжелые пылеватые супеси, содержащие большое количество фракций размером 2,0-0,05 мм, особенно подвержены процессам зимнего влагонакопления и пучинообразования. В откосах земляного полотна эти грунты легко размываются и приходят в текучее состояние. Поэтому на дорогах с усовершенствованными капитальными типами покрытии верхнюю часть земляного полотна из пылеватых суглинков в неблагоприятных гидрологических условиях заменяют устойчивыми грунтами.

6. Суглинистые грунты являются хорошим материалом для земляного полотна. Они хорошо сопротивляются размыву и устойчивы в откосах. В пойменных суглинистых насыпях движение воды, ранее проникшей в насыпь, может вызвать гидродинамическое давление, приводящее к обрушению откосов.

7. Глинистые грунты обладают значительной связностью и очень малой водопроницаемостью, в связи с чем они медленно насыщаются водой и столь же медленно просыхают. Эти грунты применяют, если их влажность в условиях естественного залегания не превышает оптимальную, для отсыпки насыпей в сухих местах и в местах, увлажняемых на короткое время.

8. Торфы, образующиеся при отмирании болотной растительности, характеризуются значительной сжимаемостью и влагоемкостью. Использование их в земляном полотне не допускается, за исключением случаев укладки сильно волокнистых торфов в нижнюю часть насыпи на пересечениях торфяных болот на дорогах с переходными и низшими типами покрытий.

9. Илистые грунты, сапропели и органо-минеральные в условиях естественного залегания отличаются значительной влажностью и малым сопротивлением сдвигу. Высохшие грунты при повторном увлажнении быстро теряют связность и могут приходить в плывунное состояние. Допускается при условии ряда ограничений оставлять их в основаниях насыпей с обязательной проверкой устойчивости.