Требования к качеству заемных грунтов для устройства насыпей высшего класса

Устройство насыпей высшего класса (I и II класс по СП 113.13330.2016 «Автомобильные дороги» и ГОСТ Р 58439-2019) накладывает наиболее строгие требования к качеству заемных грунтов. Надежность‚ долговечность и бессадовое состояние полотна дороги на протяжении всего расчетного срока службы напрямую зависят от правильного выбора‚ испытаний и контроля грунта‚ завозимого с заемных площадок.

В данной статье подробно рассматриваются нормативные требования‚ классификация пригодных грунтов‚ контролируемые показатели качества‚ а также порядок входного и оперативного контроля.

Нормативно-правовая база

Проектирование‚ строительство и контроль качества насыпей регулируются иерархией документов. Ключевыми для темы заемных грунтов являются:

• СП 113.13330.2016 «Автомобильные дороги» (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85), основной документ‚ устанавливающий классы насыпей и требования к материалам (Приложение Б‚ раздел 5).
• ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация», единый стандарт идентификации и классификации грунтов‚ введенный в действие с . Он определяет терминологию‚ обозначения и границы разновидностей грунтов по гранулометрическому составу и пластичности.
• СП 34.13330.2021 «Земляные работы‚ основания и фундаменты», требования к уплотнению‚ коэффициентам уплотнения и методам контроля.
• ГОСТ Р 58439-2019 «Автомобильные дороги. Насыпи. Технические требования», детализирует требования к материалам слоев насыпи.
• Методические рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям для строительства автомобильных дорог (ВСН 005-88), порядок разведки заемных площадок.

Классификация насыпей и понятие «Высший класс»

Согласно СП 113.13330‚ насыпи делятся на классы по ответственности и высоте:

Класс насыпи	Высота насыпи (H)‚ м	Категория дороги	Требования к грунту
I (Высший)	H > 10 (или H > 5 на слабых основаниях)	I‚ II (технические категории)	Наиболее строгие: только нерыхлые‚ слабые‚ полутвердые глинистые грунты; пески крупные/средние; суглинки/супески с Ip ≤ 0‚10. Запрещены набухающие‚ торфянистые‚ сальные грунты.
II (Высший)	5 < H ≤ 10	III‚ IV	Строгие: допускаются глинистые грунты твердой консистенции‚ пески мелкие/пылеватые (с ограничениями по фильтрации).
III‚ IV (Обычные)	H ≤ 5	V и ниже	Допускается более широкий спектр грунтов‚ включая слабо набухающие и органические (с ограничениями).

Важно: Для насыпей I и II класса категорически запрещаеться использование грунтов с неравномерным составом‚ линзовидным залеганием‚ а также грунтов‚ не соответствующих требованиям по прочности‚ морозостойкости и набуханию.

Классификация заемных грунтов по ГОСТ 25100-2020

Современная классификация (ГОСТ 25100-2020) оперирует понятиями «Группа»‚ «Род»‚ «Вид»‚ «Разновидность». Для дорожного строительства ключевыми являются границы по гранулометрическому составу и показателю пластичности (I_p).

Основные группы грунтов‚ допустимых для насыпей I-II класса

• Глинистые грунты (Г): Глина (Г)‚ Суглинок (СУ)‚ Супесок (СП).
  • По консистенции: Твердые (Т)‚ Полутвердые (ПТ)‚ Пластичные (П) (для I класса только Т и ПТ‚ для II класса допускаются П с ограничениями).
  • Показатель пластичности I_p ≤ 0‚10 (для I класса)‚ I_p ≤ 0‚15 (для II класса).
  • Показатель текучести I_l ≤ 0‚5 (в укладке).
• Песочные грунты (П): Песок крупный (Пк)‚ средний (Пс)‚ мелкий (Пм)‚ пылеватый (Пп).
  • Коэффициент неравномерности C_u ≥ 3 (для хорошей уплотняемости).
  • Содержание частиц < 0‚05 мм (пыль/глина) не более 5-10% (в зависимости от класса насыпи и климатической зоны).
  • Фильтрационный коэффициент k_f ≥ 5-10 м/сут (для дренажных свойств).
• Обломочные грунты (Щ‚ Гр‚ К): Щебенистые (Щ)‚ Гравийные (Гр)‚ Камнистые (К).
  • Наиболее предпочтительные для основания насыпи и нижних ярусов.
  • Содержание пылевато-глинистых частиц не более 5% (по весу).

Учет ракушечного материала

Согласно ГОСТ 25100-2020‚ если обломочный материал представлен ракушкой в количестве 50% и более‚ грунт называют ракушечным. Если от 25% до 50%, к наименованию добавляют слова «с ракушкой». Ракушечные грунты допускаются к применению при условии соответствия требованиям по прочности на сжатие и износостойкости.

Ключевые нормативные показатели качества заемных грунтов

Для насыпей высшего класса контроль ведеться по расширенному набору параметров. Ниже приведены предельно допустимые значения (сводная таблица по СП 113.13330‚ ГОСТ Р 58439‚ СП 34.13330).

Физико-механические свойства

Показатель	Насыпь I класса	Насыпь II класса	Метод определения
Модуль деформации (E)‚ МПа (расчетный‚ по результатам зондирования или стат. испытаний)	≥ 30 (глинистые) ≥ 50 (песочные/обломочные)	≥ 20 (глинистые) ≥ 35 (песочные/обломочные)	ГОСТ 12248‚ ГОСТ Р 55963
Удельное сцепление (c)‚ кПа	≥ 15 (для глинистых)	≥ 10	ГОСТ 12248
Угол внутреннего трения (φ)‚ град.	≥ 20 (глинистые) ≥ 30 (песочные)	≥ 17 (глинистые) ≥ 28 (песочные)	ГОСТ 12248
Показатель пластичности (Ip)	≤ 0‚10	≤ 0‚15	ГОСТ 25100 (п. 5.4)
Показатель текучести (Il) при укладке	≤ 0‚50	≤ 0‚60	Расчетный
Коэффициент фильтрации (kf)‚ м/сут	≥ 1 (глинистые) ≥ 10 (песочные)	≥ 0‚5 (глинистые) ≥ 5 (песочные)	ГОСТ 25584

Специальные требования (Критические для I-II класса)

1. Набухание: Относительное усадку набухания ε_наб ≤ 0‚01 (1%). Грунты с ε_наб > 0‚04 (сильно набухающие) запрещены. Определяется по ГОСТ 12248 (одиночная осевая компрессия с набуханием).
2. Морозостойкость: Относительная остаточная деформация по морозостойкости ε_мр ≤ 0‚02 (2%). Определяется по ГОСТ 23161 (цикличное промерзание-оттаивание). Грунты с высокой мерзлотной чувствительностью (категория мерзлотности F3‚ F4) требуют обоснования или замещения.
3. Органическое загрязнение: Потеря массы при отжиге ≤ 5% (для глинистых)‚ ≤ 2% (для песочных). Торфянистость (по ГОСТ 25100), не более 3-5% (в пересчете на сухой грунт). Торф‚ сапропель‚ мульча — запрещены.
4. Сольное загрязнение: Содержание растворимых солей (сульфаты‚ хлориды) не должно вызывать коррозию arméтуры и разрушение бетона (СО₄ < 0‚5%‚ Cl < 0‚1% для контактных зон).
5. Радиационная безопасность: Эквивалентная удельная активность природных радионуклидов (А_эф) должна соответствовать классу материала (обычно < 370 Бк/кг для дорожных насыпей).

Запрещенные к применению грунты (для насыпей I-II класса)

Независимо от результатов лабораторных испытаний‚ категорически запрещается использование следующих грунтов в теле насыпей высшего класса:

• Торфянистые грунты (Торф‚ Сапропель‚ Мулча) и грунты с торфянистостью > 5%.
• Сальные грунты (содержание солей > 1% по массе сухого грунта).
• Сильно набухающие глинистые грунты (ε_наб > 0‚04).
• Грунты в состоянии текучести (I_l > 1‚0) — «плывун»‚ «грунт-текучая пластина».
• Загрязненные грунты (нефтепродукты‚ химикаты‚ бытовые отходы) выше ПДК.
• Грунты с хаотичной структурой (линзовистое залегание песка в глине и наоборот)‚ не позволяющие обеспечить равномерное уплотнение.
• Залежи с высокой мерзлотной чувствительностью без проведения специальных мероприятий (замещение‚ утепление‚ дренаж).

Этапы контроля качества заемных грунтов

Контроль строится по трехуровневой системе: Входной → Операционный → Приемо-сдаточный.

Входной контроль (На заемной площадке / При поступлении)

Цель: Подтверждение соответствия грунта проекту и нормам ДО укладки.

• Разведка заемника: Шурфы/скважины по сетке 50×50 ⎯ 100×100 м (ВСН 005-88). Определение запасов‚ толщин слоев‚ уровня ГВ.
• Лабораторные испытания (минимум на 3000-5000 м³):
  • Гранулометрический состав (ГОСТ 25100‚ ГОСТ 12536) — обязательно.
  • Пластичность/Текучесть (ГОСТ 12248) — для глинистых.

  <естественная влажность (W) — каждая партия.

  • Плотность сухого грунта (ρ_d) — для расчета коэф. уплотнения.
  • Определение оптимальной влажности (W_opt) и макс. плотности (Proctor/Стамп) — обязательно перед началом работ.
• Визуальный контроль: Отсутствие крупных включений (> 2/3 толщины слоя)‚ растительности‚ снега‚ льда.

Операционный контроль (В процессе укладки и уплотнения)

Цель: Обеспечение требуемой плотности и влажности в каждом слое.

• Контроль влажности (W): Метод спиртовой горелки (ГОСТ 25584) или каротажный/нейтронный датчик — каждые 200-500 м² на слой. Отклонение от W_opt не более ±1…2%.
• Контроль плотности (ρ или K_y):
  • Метод отсека (ГОСТ 25584) — эталонный.
  • Гамма-гамма/нейтронные датчики (ГОСТ Р 55963) — для скорости.
  • Динамическое зондирование (ДЗС) — косвенный контроль жесткости.
• Коэффициент уплотнения (K_y): Для насыпей I-II класса нормативный K_y устанавливается проектом‚ обычно 0‚98 ⎯ 1‚00 (от ρ_{d max} по Проктору/Стампу) или ≥ 0‚95 (от ρ_{d max} по вибростампу для песков).
• Толщина укладываемого слоя: Не более 20-30 см (после уплотнения) для глинистых‚ 30-40 см для песочных/обломочных.

Приемо-сдаточный контроль (По завершении яруса/насыпи)

• Статические испытания плиты (ГОСТ 12248) — для определения E_def (модуля деформации) — обязательно для I класса.
• Динамическое зондирование (ДЗС) по всей площади — построение профилей жесткости.
• Геодезическая съемка: отметки верха насыпи‚ уклоны‚ ширина кромки.
• Оформление Актов освидетельствования скрытых работ (КС-2‚ КС-3) и Журналов контрольных замеров плотности/влажности.

Особенности подготовки заемных грунтов

Часто заемный грунт не соответствует требованиям «из коробки». Необходима подготовка:

1. Сушка/Влажнение: Если W > W_opt + 3% — аэрация (перегребание‚ дискование). Если W < W_opt ⎯ 2%, увлажнение водовозами с распылителями.
2. Дробление/Просеивание: Удаление включений > 10-15 см (для глинистых) или > 2/3 толщины слоя. Применение роторных дробилок/просеков на заемнике.
3. Смешение грунтов: Для получения расчетного гранулометрического состава (например‚ добавление песка в глинистый грунт для снижения I_p и повышения k_f). Производится на заемнике или в укладке методом «слоеного пирога» с последующим перемешиванием стабилизатором/боронами.

Документальное оформление

Качество заемного грунта подтверждается пакетом документов:

• Акт осмотра заемной площадки (геологическая справка).
• Протоколы лабораторных испытаний (ГОСТ 12248‚ 12536‚ 25584 и др.) с отметкой «Соответствует/Не соответствует».
• Ведомость определения оптимальной влажности и максимальной плотности (Протектор/Стамп).
• Журнал контрольных замеров плотности и влажности насыпи (по форме организации или типовой).
• Акт освидетельствования скрытых работ (КС-2) на каждый ярус/участок.
• Протоколы статических испытаний плиты / ДЗС (приемо-сдаточные).

Типичные ошибки и риски

Ошибка	Последствие	Мера предотвращения
Использование грунта с Ip > нормы (суглинок вместо супеска)	Высокая набухливость‚ неравномерные осадки‚ потеря несущей способности весной	Строгий входной контроль гранулометрии и Ip на каждой заемке
Укладка грунта с W > Wopt + 3% (сырой)	Невозможность достичь Ky‚ «гуляние» каток‚ структурная слабость	Обязательная аэрация‚ контроль W спиртовой горелкой перед каждым проходом катки
Игнорирование крупных включений (камни > 1/2 слоя)	Полостны‚ неравномерное уплотнение‚ локальные провалы	Просеивание на заемнике‚ визуальный контроль в укладке‚ удаление вручную/экскаватором
Недостаточная толщина уплотняемого слоя	Неуплотненные зоны внизу слоя («сэндвич-эффект»)	Строгий геодезический контроль толщины развернутого слоя
Отсутствие дренажа при укладке глинистых грунтов в зоне ГВ	Насыщение грунта‚ потеря прочности‚ мерзление	Проектные дренажные слои (песок/гевротекстиль) в основании насыпи

Обеспечение качества заемных грунтов для насыпей высшего класса — это системная задача‚ начинающаяся на стадии инженерных изысканий (разведка заемников по ГОСТ 25100-2020) и заканчивающаяся приемо-сдаточными испытаниями готового полотна. Ключевыми факторами успеха являются:

1. Строгое соответствие гранулометрического состава и пластичности требованиям СП 113.13330 (I_p ≤ 0‚10 для I класса).
2. Отсутствие запрещенных примесей (торф‚ соли‚ органика‚ крупные включения).
3. Обеспечение оптимальной влажности (W_opt ± 1-2%), главный технологический параметр.
4. Достижение коэффициента уплотнения K_y ≥ 0‚98-1‚00 на всей высоте насыпи.
5. Непрерывный трехуровневый контроль (Входной → Операционный → Приемо-сдаточный) с документально подтвержденными протоколами.

Только комплексный подход к выбору‚ подготовке и контролю заемных грунтов гарантирует создание надежной‚ долговечной и бессадовой насыпи высшего класса‚ соответствующей современным нормам безопасности и эксплуатационной надежности.

---

Примечание: Данная статья носит справочный характер. Точные нормативные значения (пределы I_p‚ K_y‚ E‚ ε_наб) должны устанавливаться Проектной документацией с учетом инженерно-геологических условий строительной климатической зоны‚ сеисмичности и категории дороги. Обязательно сверяйтесь с актуальными редакциями СП‚ ГОСТ и Технических условий (ТУ) на конкретный объект.