19. Способы укрепления грунтов, определение и классификация.

В районах дорожного строительства, где нет каменных мате­риалов, возникает необходимость в перевозках их за сотни кило­метров, что увеличивает первоначальную стоимость этих материалов примерно в 4—6 раз и является причиной удорожания строи­тельства. Поэтому весьма актуальна разработка методов укрепления грунтов вяжущими веществами.

Укрепление грунтов — это совокупность строительных операций по внесению вяжущих и других веществ, обеспечивающих су­щественное изменение свойств грунтов с приданием им требуемой прочности, деформативности, водо- и морозостойкости.

Основным исходным материалом, подвергаемым укреплению при строительстве автомобильных дорог путем смешения с различ­ными вяжущими, являются грунты без жестких связей между части­цами: крупнообломочные (содержащие частицы размером крупнее 2 мм более 60% по массе); песчаные, сыпучие в сухом состоянии (содержащие частицы крупнее 2 мм менее 50% по массе); глинистые, характеризующиеся связностью в сухом и пластичностью во влажном состоянии и числом пластичности более 1.

Крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средние пески используют не только для укрепления, но и в качестве скелетных гранулометрических добавок в глинистых грунтах. Максимальный размер частиц крупнообломочных грунтов должен быть не более 25 мм.

Укрепление грунтов добав­ками вяжущих материалов и других веществ дает положительный результат лишь при выполнении следующих требований: размель­чение (в случае обработки супесей, суглинков или глин); равно­мерное распределение вяжущего материала в грунте с точным соблю­дением установленной добавки цемента, битума, синтетических смол и других веществ; равномерное увлажнение грунта до необходимой (оптимальной) влажности и уплотнение обработанного грунта до наибольшей плотности.

В результате названных взаимодействий укрепленный грунт дол­жен приобретать требуемые прочность, монолитность и морозостой­кость и сохранять их длительное время.

Наибольшее распространение в практике дорожного строительства получили методы укрепления грунтов неорганическими и органическими вяжущими.

Кроме обычных способов укрепления грунтов неорганическими и органическими вяжущими, применяют комплексные методы, когда на грунт воздействуют добавками двух вяжущих материалов с раз­личными свойствами и оптимальным их сочетанием или добавками одного вяжущего и поверхностно-активных веществ.

Главной особенностью комплексных методов является то, что они при правильном выборе материалов и оптимальном сочетании их дозировок позволяют изменять в положительную сторону физико-химическую и химическую активность грунта, увеличивать адгезию вяжущих материалов, ускорять формирование более прочной и моно­литной структуры укрепленного грунта.

20.Укрепление грунтов неорганическими, органическими вяжущими материалами. Комплексное укрепление грунтов

Для укрепления грунтов используют неорганические вяжущие вещества: цементы, известь, активные тонкодисперсные золы уноса, молотые гранулированные шлаки. Применяют также органические вяжжущие вещества: битумные эмульсии, жидкие медленно-или среднегустеющие битумы, жидкие каменноугольные дегти.

Особенно большой эффект дает укрепление грунтов портланд­цементом.

Грунт, укрепленный цементом, принято называть цементогрунт, а битумами – битумогрунтом..

Цементогрунты обладают высокой прочностью после водонасыщения или многократ­ного замораживания-оттаивания

Показатели свойств, при укреплении грунтов портландцементом или шлакопортландцементом определяются для образцов, твердевших 28 сут., тогда как, укрепленных золой уноса, золой уноса с добавками цемента или извести, из-вестково-зольным или известково-шлаковым цементом или известью - твердевших 90 сут.

Грунты, укрепленные жидкими медленногустеющими битумами, характеризуются длительным формированием структуры и относи­тельно низкими показателями прочности, водо- и морозостойкости, а также сдвиго- и теплостойкости, большой зависимостью свойств от погодных условий и влажности грунтов. Более высокими показателями свойств обладают грунты, укреплённые вязкими эмульгированными битумами (эмульсиями). В этом случае становится возможным применение влажных грунтов без подогрева при температуре воздуха до 5 °С, создавать прочные водо- и теплостойкие даже дорожные покрытия.

Под комплексным укреплением грунтов подразумевают совмест­ную их обработку органическими и неорганическими вяжущими, вяжущими и поверхностно-активными веществами, что позволяет придать получаемому материалу более высокие показатели прочности, морозостойкости, тепло- и водостойкости, расширить номенклатуру укрепляемых грунтов и область их применения в дорожном строительстве, чем без добавок.

При предварительной обработ­ке грунта известью или цементом и соответствующей добавке воды активно протекают физико-химические реакции, в результате этого образуются прочные и стойкие микроагрегаты грунта. При этом создается щелочная среда (рН = 10—12), обуславливающая создание благо­приятных условий для взаимодействия на границе раздела микроагрегат — битум. Поэтому силы ад­гезии в зоне контакта битумной пленки с частицами или микро­агрегатами грунта в указанных условиях проявляются в макси­мальной степени. Установлено, что с увеличением содержания глинистых частиц в грунтах эффективность добавки извести повышается.

Комплексный метод укрепления позволяет получать материал, обладающий высокой деформативностью, прочностью и морозостойкостью.