Дорожное строительство на засоленных грунтах

Легкорастворимые соли в присутствии влаги понижают водоустойчивость грунтов земляного полотна. Избыток солей, превышающий возможное растворение их в содержащейся в грунте влаге, препятствует уплотнению засоленного грунта до требуемых параметров. Пригодность засоленных грунтов для использования в земляном полотне устанавливают в результате лабораторных исследований, на основе классификации грунтов по степени засоления и по качественному характеру.

Основными типами засоленных грунтов являются солонцы, солончаки и такыры. Солонцы — это засоленные грунты, содержащие в поверхностных слоях в свободном состоянии более 1 % легкорастворимых хлористых, сернокислых и углекислых солей натрия, кальция и магния.

Внутри и на окраинах песчаных пустынь в пониженных местах встречаются ровные оголенные пространства, покрытые тяжелосуглинистыми засоленными грунтами, получившими название такыров. Поверхность такыров в сухом состоянии отличается большой твердостью из-за повышенного содержания в грунте глинисто-коллоидных частиц и поглощенного натрия, поэтому при увлажнении грунт приобретает сильную липкость. После дождей такыры могут покрываться водой слоем до 30...40 см, а после высыхания они разделяются сеткой полигональных трещин на отдельные фрагменты, края которых загнуты кверху подобно кровле китайских пагод.

В районах с высоким уровнем залегания грунтовых вод встречаются участки с сильно засоленными грунтами, называемыми солончаками. Эти грунты отличаются плотной структурой и повышенной связностью в течение сухого периода года. Однако при увлажнении из-за наличия гигроскопических солей (NaCl, CaC2, MgCl2) засоленные грунты быстрее теряют свою прочность и несущую способность. Просыхают они гораздо медленнее незасоленных грунтов. В случае избыточного засоления гигроскопическими солями при близком залегании грунтовых вод к поверхности образуются «мокрые» солончаки, сильно переувлажненные даже в сухое время года. Повышенное содержание сульфатов (Na2SO4, MgSO4) при увлажнении и снижение их содержания при высыхании могут привести к разуплотнению грунтов и даже к образованию «пухлых» солончаков.

Степень засоления грунтов характеризуется средним, выраженным в процентах от массы сухого грунта, суммарным содержанием легкорастворимых солей хлористого натрия, сернокислого натрия, углекислого натрия в слое грунта, предназначенного для перемещения в насыпь. По принятой дорожной классификации принято выделять следующие виды засоления грунтов, %:

При определении возможности применения грунтов для дорожного строительства учитываются качественный характер солей, дорожно-климатическая зона, а также степень засоления.

Допускается использовать при возведении земляного полотна грунты, имеющие засоление, %:

При невозможности обхода трассой дороги участков с избыточно засоленными грунтами земляное полотно отсыпают из незасоленных или слабозасоленных грунтов, желательно дренирующих, с принятием мер против их засоления.

В условиях сильнозасоленных грунтов земляное полотно устраивают в насыпях с возвышением низа конструкции дорожной одежды над поверхностью земли и над уровнем грунтовых вод на 20 % больше, чем при обычных доброкачественных грунтах.

При сильнозасоленных связных грунтах и невозможности или нецелесообразности устройства насыпей требуемой высоты для повышения устойчивости земляного полотна и предотвращения избыточного засоления по капиллярам грунта верхних слоев в теле насыпи на всю ее ширину на глубине 65...75 см или непосредственно под одеждой устраивают капилляропрерывающую прослойку толщиной 15...20 см из гравия размером 10...20 мм. Для предохранения грунтов от загрязнения снизу и сверху ее укладывают слои крупного песка или каменной мелочи толщиной 3...5 см.

Конструктивные профили дорог на засоленных грунтах приведены на рис. 8.3.

На рис. 8.3, а изображен профиль с крутизной откосов 1:3 при высоте насыпи до 2 м. При большей высоте насыпей или при насыпях из привозных грунтов (рис. 8.3, б) крутизну откосов принимают 1:1,5 при слабозасоленных и 1:2 при сильнозасоленных грунтах. Для улучшения отвода воды из резервов в них на расстоянии 0,5...1,0 м от внешнего края устраивают продольные лотки (рис. 8.3, в). На солончаках и солонцах при необеспеченном отводе воды из резервов возводят бермы шириной 1,5...2,0 м между подошвой насыпи и резервом (рис. 8.3, б). При сооружении насыпи на солончаках одновременно с устройством ирригационных каналов совмещают резервы с коллекторами глубиной до 2,5...3,0 м. В этом случае между подошвой насыпи и бровкой коллектора оставляют берму шириной не менее 3...4 м. Крутизну откосов коллекторов и внешних откосов резервов принимают I; 1.5. При необходимости пересечения мокрых солончаков (глинистых и суглинистых), находящихся в переувлажненном состоянии вследствие близкого залегания грунтовых вод, насыпи возводят из привозного грунта, желательно песчаного или супесчаного.

Земляные работы начинают выполнять тогда, когда влажность грунта близка к оптимальной. Наиболее рациональными периодами для производства земляных работ на засоленных грунтах являются: на глинистых солончаках с высоким уровнем грунтовых вод — лето и осень (до начала дождей); на песчаных солончаках с высоким уровнем грунтовых вод — весна, начало лета. В условиях сильного засоления грунтов при отсыпке невысоких насыпей земляные работы производят весной, когда засоление в верхних горизонтах (резервах глубиной 0,5 м) понижается.

Тонкие корки солей, встречающиеся летом на солончаках, перед возведением насыпи срезают бульдозером с поверхности резервов и основания насыпей и отодвигают на 15...20 м от резервов.

Грунт разрабатывают в резервах с перемещением в насыпь бульдозерами или автофейдерами. Грейдер-элеватор применяется для возведения насыпей на солончаках при залегании грунтовых вод не ближе 1 M к поверхности земли. Насыпи из привозного грунта на солончаках возводят скреперами или автомобилями-самосвалами (в зависимости от дальности возки); отсыпку грунта ведут «с головы». Насыпь устраивают сначала выше рабочей отметки, но не на полную ширину земляного полотна, затем бульдозерами надвигают грунт с одновременным его уплотнением. Во избежание прилипания грунта влажность при уплотнении маловодоустойчивых солонцовых и такырных грунтов доводят до 0,9 от оптимальной. При естественной влажности связного грунта выше оптимальной уплотнение каждого слоя начинают лишь после его предварительного подсушивания на воздухе.

В засоленных грунтах при возведении насыпей соблюдают следующие правила. В сильнозасоленных суглинистых и пылеватых грунтах, содержащих более 3 % водорастворимых солей, в насыпи на высоте 0,3...0,5 м от низа дорожной одежды устраивают прослойку толщиной 10...15 см из гравия или щебня с размерами частиц от 5 до 50 мм, которую укладывают на крупнозернистый песок толщиной 5 CM. На такырах сооружают безкюветный и безрезервный профиль дорог без покрытия. Грунт на образование насыпей снимают тонким слоем с полосы шириной по 30 м в каждую сторону от насыпи.

В засоленных грунтах резервы закладывают из расчета, что дно резерва должно находиться на 0,20...0,25 м выше максимального уровня грунтовых вод. Поперечные отводы воды в пониженных местах устраивают чаще обычного и не реже чем через 0,5 км. Откосы насыпи делаются более пологими, чем в обычных условиях.