Тема № 11. Строительство автомобильных дорог

Тема № 11. Строительство автомобильных дорог в зоне распространения засоленных грунтов.

К засоленным относят грунты, содержащие в верхней метровой толще более 0, 3% по массе легкорастворимых солей — хлористых, сернокислых и углекислых солей натрия, кальция и магния. Почвы, содержащие в поверхностных слоях до глубины 1— 2 м в свободном состоянии более 1% легкорастворимых солей, называют солончаками. Они образуются в результате подтягивания к поверхности по капиллярам грунтовой воды, содержащей растворимые соли. Эти соли при испарении воды накапливаются в верхних слоях грунта. В отдельных случаях количество солей бывает настолько большим, что, выделяясь, они образуют слой на поверхности грунта.

По внешним признакам различают солончаки: 1) мокрые и корковые (шоры) - солончаки на участках с высоким стоянием засоленных грунтовых вод, на поверхности которых в сухое время года выступает солевая корка. Мокрые солончаки относятся к категории слабых грунтов и проложении через них дороги приходится, как на болотах, считаться с осадками земляного полотна и возможностью выпирания грунта основания из-под насыпи; 2) пухлые, где под тонкой землистой коркой залегает рыхлый слой, изобилующей кристаллами солей, преимущественно сульфатов натрия и магния; 3) такыровидные, покрытые в сухое время сравнительно толстой глинистой коркой, разбитой сетью трещин на плитовидные отдельности, под которыми в грунте содержатся хлориды, сульфаты и гипс.

Содержание водорастворимых солей в грунтах существенно влияет на их физико-механические свойства. При увлажнении засоленных грунтов их сопротивление внешнем нагрузкам резка снижается, а в дождливые периоды возможно оползание откосов насыпей и выемок. Содержащиеся в грунте соли могут агрессивно воздействовать на дорожные покрытия. Сернокислые магний и натрий даже при содержании в количестве 1% разрушают покрытия за два-три сезона. Малоагрессивные соли Na. Cl, Са. С 1 2 не разрушают покрытий даже при содержании свыше 5%. Покрытия с щебнем из известняковых пород более устойчивы, чем покрытия из изверженных пород. Разрушающее воздействие водорастворимых солей на битумы и дегти проявляется в виде выщелачивания и эмульгирования вяжущего, Наиболее устойчивы дорожные покрытия, построенные горячим способом с применением вязких битумов. Учитывая трудности, возникающие при постройке земляного полотна и дорожных покрытий на засоленных грунтах, в первую очередь следует искать возможности обхода трассой участков наиболее интенсивного соленакопления. Участки различной степени засоления можно различать на местности по специфическим видам растительности (солянки). Известны растения кальцифиты (показатели карбонатов), гипсофиты (показатели сульфатов, преимущественно гипса) и галофиты, растущие в местах хлоридного засоления.

Насыпи, отсыпанные из засоленных грунтов, содержащих легко- растворимые соли, в благоприятных гидрологических условиях могут постепенно рассоляться. Наоборот, если дорога пересекает cолончаки в низкой насыпи, капиллярное проникание в земляное полотно грунтовой воды, содержащей растворимые соли, приводит к дальнейшему засолению грунта насыпи. Допустимое содержание солей в грунте земляного полотна определяется их количеством, которое может быть растворено в воде, заполняющей поры грунта, уплотненного при оптимальной влажности. При этом вводят поправки на пленочную воду, не растворяющую соли, и на увеличение объема сернокислых солей при кристаллизации.

Слабо- и среднезасоленные грунты можно использовать в насыпях типовых конструкций, в том числе и в верхнем (рабочем) слое при соблюдении норм для незаселенных грунтов. Сильнозасоленные грунты можно использовать в насыпях на участках, относящихся по условиям увлажнения к 1 -му типу местности, предусматривая мероприятия по предохранению, верхнего слоя от дополнительного засоления. Избыточно засоленные грунты могут использоваться лишь при условии принятия на основе лабораторных исследований необходимых мер по нейтрализации их отрицательных свойств. Возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых или поверхностных вод при слабо- и среднезасоленных грунтах следует увеличивать против нормативного на 20%, для суглинков и глин на 30%, а при сильнозасоленных грунтах на 40— 60%. При невозможности по каким-либо причинам обеспечить указанное возвышение покрытия в насыпях устраивают капилляропрерывающие прослойки из гравия толщиной 15— 20 см. Если засоление не является содовым, можно укладывать изолирующие прослойки толщиной 3— 5 см из грунта, обработанного вязкими битумами или дегтями, или водонепроницаемый геотекстиль.

Поперечные профили с резервами в засоленных грунтах допускаются при глубине залегания грунтовых вод более 1 м. При этом дно резерва должно возвышаться не менее чем на 0, 9 м над наивысшим уровнем грунтовых вод. Поперечные профили земляного полотна на засоленных грунтах: а — насыпь с односторонним резервом; 1 — граница полосы отвода; 2 - резерв; 3 — укрепление откосов

В средне- и сильнозасоленных грунтах необходимо особенно тщательно выполнять мероприятия по отводу воды от земляного полотна. В резервах вдоль краев устраивают специальные лотки для отвода воды. При затрудненном отводе воды из резерва у подошвы насыпи оставляют берму шириной 1— 2 м. Поперечные профили земляного полотна на засоленных грунтах: б — насыпь с резервом и продольным лотком; в — насыпь с бермой и кюзет-резервом; 1 — граница полосы отвода; 2 - резерв; 3 — укрепление откосов

Земляное полотно в районах распространения засоленных грунтов следует проектировать насыпями с учетом степени и качественного характера засоления грунта, а также наивысшего уровня грунтовых вод, глубины засоления в периоды наибольшего соленакопления в верхних горизонтах. Слабо- и среднезасоленные грунты на участках с сухими основаниями, в том числе на слабо- и среднезасоленных допускаются для возведения насыпей с типовыми поперечными профилями. Сильнозасоленные грунты допускаются для насыпей только на участках с сухим или осушаемым основанием при обязательном применении мер, направленных на предохранение верхней части насыпи от дополнительного засоления.

На участках с сильно- и избыточно засоленными грунтами, а при сырых и мокрых основаниях также со слабо- и среднезасоленными грунтами необходимо предусматривать мероприятия по предотвращению избыточного засоления грунта в теле насыпей, в том числе: 1) использовать для возведения насыпи привозные незасоленные, слабо- или среднезасоленные грунты; 2) назначать высоту насыпей по расчету для типовых поперечников; 3) при высоте насыпей до 6 м (на участках с сухим основанием и глубоким залеганием грунтовых вод) предусматривать удаление поверхностного слоя грунтов основания, содержащих более 10 % легкорастворимых в воде солей с заменой их качественным грунтом. При этом глубина вырезки устанавливается по солевым профилям, составленным поданным инженерно-геологического обследования грунтов основания; 4) на участках с неглубоким залеганием грунтовых вод, периодически выходящих на дневную поверхность, удалять поверхностный слой грунта основания и применять для отсыпки насыпи дренирующие грунты или устраивать капилляропрерыватели; 5) предусматривать дренажные и водоотводные устройства, понижающие уровень грунтовых вод.