Характеристика грунтов засоленных, набухающих, просадочных, пучинистых

Засоленные грунты - грунты, содержащие в количестве более 0,3 % массы абсолютно сухого грунта легкорастворимые соли (хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый магний, сернокислый магний, углекислый натрий и двууглекислый натрий), а также - в больших количествах труднорастворимый сернокислый кальций (гипс) и практически нерастворимый углекислый кальций. Засоленные грунты при увлажнении резко снижают прочность на сжатие.

Засоленные грунты следует разделять по степени засоления с учетом его качественного характера (таблица Б.1).

Таблица Б.1

Грунты	Среднее суммарное содержание легкорастворимых солей, % массы сухого грунта
Хлоридное и сульфатно-хлоридное засоление	Сульфатное, хлоридно-сульфатное и содовое засоление
районы с засушливым климатом	остальные районы	районы с засушливым климатом	остальные районы
Слабозасоленные	0,5 - 2	0,3 - 1	0,5 - 1	0,3 - 0,5
Среднезасоленные	2 - 5	1 - 5	1 - 3	0,5 - 2
Сильнозасоленные	5 - 10	5 - 8	3 - 8	2 - 5
Избыточно засоленные	> 10	> 8	> 8	> 5

К слабозасоленным грунтам необходимо также относить грунты со средним суммарным содержанием легкорастворимых солей менее 0,5 % в районах с засушливым климатом и менее 0,3 % в остальных районах, если эти грунты содержат более 0,25 % Nа₂SO₄ + MgSO₄ или более 0,5 % NаНСО₃ + Nа₂СО₃.

Качественный характер засоления можно установить по соотношению содержания ионов Cl¢ и SO₄¢¢ в водной вытяжке, выраженного в миллиэквивалентах на 100 г сухого грунта (таблица Б.2).

Таблица Б.2

Наименование засоления	Отношение
Хлоридное	Более 2,5
Сульфатно-хлоридное	2,5 - 1,5
Хлоридно-сульфатное	1,5 - 1,0
Сульфатное	Менее 1,0

Засоление называется содовым при содержании в грунте ионов СО₃¢¢ и НСО₃¢ более одной трети суммарного содержания ионов Сl¢ и SO₄¢¢.

Степень и качественный характер засоления определяют в период наибольшего накопления солей в верхних слоях грунтов.

Набухающие грунты - морские и озерные глинистые отложения палеогена, неогена и четвертичной системы, майкопские, сарматские, мэотические, киммерийские, апшеронские, бакинские, аральские и хвалынские породы и их элювий, делювий.

Характерной особенностью этих грунтов является изменение их состояния и свойств под воздействием природных факторов при нарушении естественных условий залегания.

Набухающие грунты при замачивании водой или другой жидкостью увеличиваются в объеме, при этом относительное набухание в условиях свободного набухания (без нагрузки) e _sw ³ 0,04 - ГОСТ 25100.

Набухающие грунты характеризуются следующими показателями: свободное набухание - e _sw, набухание под нагрузкой e _swp, усадка при высыхании - e _sh, влажность набухания - W_sw, влажность предела усадки - W_sh.

Показатели набухания и усадки грунта определяются по относительной деформации:

набухание - в условиях исключения возможности бокового расширения при насыщении грунта водой или химическим раствором;

усадку - в условиях свободной трехосной деформации при высыхании грунта

(Б.1)

(Б.2)

где h_o и h_sw - высота образца до и после увлажнения;

V_o и V_sh - начальный и конечный объемы образца.

Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки представлены в ГОСТ 24143.

По ГОСТ 25100 набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки подразделяются на:

слабонабухающие, если 0,04£ e _sw £ 0,08;

средненабухающие, если 0,08 < e _sw £ 0,12;

сильнонабухающие, если e _sw > 0,12.

В наибольшей степени величину возможной деформативности набухающих грунтов отражает обобщенный показатель набухания - усадки e _swh.

(Б.3)

Обозначения прежние.

Поверхностные слои земляного полотна (на откосах, под основной площадкой) находятся в зоне сезонных изменений влияния внешних факторов и работают в условиях переменного температурно-влажностного режима. Поэтому при установлении расчетных параметров грунтов следует учитывать наибольшую их деформативность и ориентироваться на показатель усадки набухания - e _swh.

I - зона постоянного значения плотности и влажности грунтов после стабилизации процессов набухания в изменившихся при строительстве условиях; II - зона сезонного изменения плотности и влажности грунтов; h _в - глубина зоны выветривания

Рисунок Б. 1 - Схема образования зоны сезонного выветривания после сооружения земляного полотна

Грунты считаются слабонабухающими, если e _swh £ 0,10; средненабухающими, если 0,10 < e _swh £ 0,20; сильнонабухающими, если e _swh > 0,20.

Для глинистых грунтов с влажностью предела текучести 0,35£ W_L £ 0,65, удовлетворяющих требованию 0,03 £ (W_p - 0,4 W_L) £ 0,09; при ориентировочных расчетах могут быть использованы эмпирические зависимости для прогнозирования состояния и свойств набухающих грунтов [38; 39; 47]. Показатель усадки - набухания: e _swh = 1,05 - 0,45. Давление набухания Р_sw:

Р_sw = 6e _swh × W_L = 6 МПа (60 кгс/см²). (Б.4)

Просадочные грунты - грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственной массы при замачивании водой или другой жидкостью дают просадку и при этом значение относительной просадочности e _sl ³ 0,01 - по ГОСТ 25100.

Относительная просадочность - отношение уменьшения высоты образца грунта в результате его замачивания водой или другой жидкостью при определенном вертикальном давлении к высоте образца природной влажности при давлении, равном природному на глубине отбора образца. Определяется по ГОСТ 23161.

При предварительной оценке к просадочным грунтам обычно относятся лессовые грунты со степенью влажности S_r £ 0,8, для которых величина показателя I_ss, определяемого по формуле B.5, меньше значений, указанных в таблице Б.3.

Таблица Б.3

Число пластичности грунта, Ip	0,01 < Ip < 0,10	0,10 £ Ip < 0,14	0,14 £ Ip < 0,22
Показатель Iss	0,1	0,17	0,24

(Б.5)

где е - коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности;

е_L - коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести W_L и определяемый по формуле

(Б.6)

где r _s - плотность частиц грунта, г/см³;

r_w - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Пучинистые грунты - грунты, которые при замерзании могут увеличиваться в объеме. К грунтам, подверженным морозному пучению, относятся:

глинистые - супеси, суглинки, глины;

легковыветривающиеся - сланцы, алевролиты, аргиллиты, мергели в зоне активного выветривания;

крупнообломочные - грунты с глинистым заполнителем, пылеватые пески.

Значение морозного пучения грунтов зависит от их естественной влажности и условий возможного увеличения влажности слоя в процессе его промерзания (от глубины расположения уровня грунтовых вод). В наибольшей степени подвержены пучению пылеватые грунты.

Ориентировочные значения относительного пучения грунтов в зависимости от их естественной влажности и разности величин естественной влажности и влажности на границе раскатывания (пластичности) приведены в таблице Б.4.

Таблица Б.4

Дата добавления: 2015-07-21