О теории и практике стабилизации глинистых грунтов
 

Глинистые грунты наиболее распространены на территории России и являются неблагоприятными для дорожного строительства. Основным сдерживающим фактором их использования при строительстве и обеспечении надежной несущей способности дорожных одежд является резкое снижение физико-механических характеристик при увлажнении. Поэтому применение в строительстве данных грунтов возможно только лишь при их стабилизации и укреплении.

Постоянная высокая несущая способность грунта может быть обеспечена двояким путем: либо защитой от разрушения высокопрочных конденсационных и кристаллизационных структур грунта, либо путем их искусственного создания. Мероприятия по улучшению механических качеств грунтов, в связи с этим, разделяются на два направления.

1. Стабилизация несущей способности прочных от природы грунтов путем предохранения существующих связей между частицами и агрегатами, главным образом от разрушения при действии влаги. Поскольку вза-
имодействие воды с минеральными частицами происходит на поверхности последних, стабилизация грунта (в смысле придания водоустойчивости его природным внутренним связям) может быть достигнута, в первую оче-
редь, путем изменения свойств этой поверхности и придания ей способности отталкивать воду;

2. Укрепление грунтов путем создания новых прочных и водостойких связей между частицами и агрегатами. Создание новых связей приводит, в конечном счете, к образованию новой структуры или усилению ранее существующей структуры грунта. Следовательно, процесс укрепления является процессом структурообразования, а новые связи создаются путем воздействия на грунт структурообразующих веществ.
Ниже рассмотрено улучшение качеств грунта ионными (водный раствор органических кислот с содержанием элементов кальция, магния, калия, натрия и др.) и полимерными стабилизаторами (водный раствор полимеров с наличием в их структуре гидрофильных групп).

Для того чтобы иметь представление о механизме стабилизации глинистых грунтов стабилизаторами, следует рассмотреть особенности грунтов как дисперсной системы. Грунты, в особенности глинистые, обо-
гащены веществами, находящимися в коллоидальном состоянии. Присутствие коллоидов в грунтах делает их далеко не безразличными ко многим физическим и химическим факторам. К коллоидам, которые играют главную
роль в грунтах, относятся гидраты окиси железа, гидроокиси алюминия, коллоиды кремнекислоты и гумус.

Кремнекислота SiO2nH2O в коллоидном состоянии может находиться во многих грунтах. Кремнекислота является гидрофильным коллоидом и относится к ненабухающим гелям. В большинстве грунтов кремнекислые коллоиды несут на себе отрицательный заряд. Гидратокиси железа Fe2O3nH2O, придающий глинистым грунтам бурый и красноватый цвет, характеризуется значительными цементирующими свойствами.
Характерным свойством коллоидов гидрата окиси железа является способность нести на себе различные заряды (перезаряжаться). Так, в кислой среде коллоиды заряжаются положительно, и
наоборот, в щелочной среде – отрицательно. Гидрат окиси алюминия Al(OH)3, а точнее, его коллоиды во многом схожи с коллоидными соединениями железа, в частности они могут перезаряжаться в
зависимости от условий среды. Гумусовые коллоиды заряжены отрицательно, характеризуются высокой гидрофильностью и низкой цементирующей способностью.
Вышеперечисленные коллоиды и другие высокодисперсные (глинистые) частицы, в основном, определяют поглощающий комплекс грунтов: цеолитный и гуматный (гумус), обладающий, вследствие своей высокой раздробленности, большой энергией поверхности– поглощающей способностью. В зависимости от способов поглощения при укреплении и стабилизации выделено четыре вида поглотительной способности грунтов:

■ механический вид поглотительной способности – задерживание порами грунта взмученных частиц в процессе фильтрации;
■ физический вид поглотительной способности осуществляется при содействии главным образом двух факторов: свертывания коллоидов под воздейдимых для стабилизации грунтов) или взаимного свертывания коллоидов с
образованием грунтовых агрегатов;
■ физико-химический вид поглотительной способности обусловлен способностью грунтов обменивать свои ионы (обменные ионы диффузного слоя коллоидных и глинистых частиц) на ионы приходящих в соприкосновение с ними растворов;
■ химический вид поглотительной способности имеет место при взаимодействии грунта и приходящих в соприкосновение с ним растворов и суспензий с образованием нерастворимых (главным образом водонерастворимых) соединений.

С.Г. Фурсов,
канд. техн. наук,
заведующий лабораторией
укрепления грунтов
ЗАО «СоюзДорНИИ»

С полной версией статьи сожно ознакомиться здесь: http://www.dorvest.ru/images/stories/DD_44/fursov_44.pdf

ИНТЕРЕСНОЕ
 
НОВОСТИ
 
08.03.2017
Команда ЛенТрансПроект от души поздравляет всех женщин с праздником - 8 Марта!
ОПРОС