Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок (на примере территории г. Москвы)

Глава 4. Строение техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок.

Макростроение грунтов строительных отвалов и свалок отличается возможным наличием крупногабаритных включений, изучение содержания которых осуществляется только в стенках выработок, а также присутствием крупнообломочных включений размером 2-100 мм, оценка которых проводится на уровне образца. На одном из участков исследования на долю включений, согласно выделению крупных включений по фотографиям, приходится от 9 % до 26-36 %.

В образцах общее содержание включений размером более 2 мм (по массе) изменяется от 0 до 66 %; почти 50 % из них содержат крупнообломочные включения в количестве более 15 % и по ГОСТ 25100-95 являются: дресвяными грунтами с песчаным, супесчаным и суглинистым заполнителем; щебнистыми и дресвяными глинами, суглинками, супесями и песками; суглинками и супесями со щебнем и дресвой. Аналогов большинству таких грунтов среди местных природных отложений не встречено. При существенном наличии крупнообломочных включений основная их доля приходится на фракции более 10 мм, и чем больше процентное содержание частиц размером > 2 мм, тем значительнее содержание именно крупных дресвяных и щебнистых включений.

Не существует взаимосвязи между содержанием крупнообломочных включений и дисперсностью основной массы (или заполнителя). Однако средние содержания крупнообломочных включений в песках и супесях выше, чем в суглинках; встречаемость образцов с суглинистым заполнителем при содержании включений более 25 % в 2,3-2,6 раза меньше, чем у техногенных грунтов с таким же количеством крупнообломочных включений и песками или супесями в основной дисперсной массе. Объяснением отмеченному факту является лучшая способность к смешиванию несвязных грунтов по сравнению со связными.

Дисперсная часть (< 2 мм) грунтов строительных отвалов и свалок представлена в порядке убывания встречаемости отдельных видов грунтов следующим рядом: супеси (41 %) > суглинки (38 %) > пески (20 %) > глины (1 %). Супеси и суглинки преобладают. Для всех видов грунтов процентное содержание частиц (по средним значениям данных гранулометрического состава) убывает с уменьшением их размера: песчаные (49-82 %) > пылеватые (14-37 %) > глинистые (4-19 %) частицы.

Смешение в результате переотложения природных грунтов различной дисперсности между собой и со строительным мелким мусором приводит к изменению соотношения отдельных фракций грунтов, в том числе, к появлению глинистых частиц в песках, высокому содержанию песчаных - в глинистых грунтах, что отражается на колебании значений среднего диаметра (d₅₀= 0,004-0,53 мм) и на высоких значениях коэффициента неоднородности грунтов (К_н= 2-250, при вариациях средних значений для грунтов различной дисперсности - 43-109). Грунты строительных отвалов и свалок являются крайне неоднородными. Это также отражается на интегральных кривых, имеющих пологий вид и характерные <ступени> за счет преобладания одних и отсутствия других фракций, в отличие от монотонного возрастания подобных кривых у природных грунтов.

Большая часть глинистых частиц агрегирована; среди микроагрегатов (0,05-0,002 мм, по А.К. Ларионову, 1966) в грунтах различной дисперсности преобладает фракция крупной пыли (0,01-0,05 мм). Макроагрегаты (0,05-2,0 мм) наблюдались во всех песчаных фракциях, однако, подавляющее их количество приходится на фракцию 0,5-1,0 мм в грунтах на глубинах 1-2,5 м (в 70 % исследованных проб). Образование макроагрегатов непосредственно в техногенной толще доказывается наличием техногенных включений в агрегатах; свидетельствует о процессах техногенного литогенеза, в том числе, об изменении во времени вещественного состава (образования цемента) и строения грунтов под влиянием газообразных углеводородов и продуктов их окисления. На основе значений коэффициента агрегированности частиц менее 0,005 мм преобладающим типом структурных связей грунтов (по И.М. Горьковой, 1975) является пластифицировано-коагуляционный (В); смешанный коагуляционно-цементационный тип (Г₁) также широко наблюдается в песках, супесях и суглинках; цементационный тип структурных связей (Г₂), предполагающий цементацию в объеме породы, наблюдается в техногенных песках, реже супесях и не имеет аналогов в природных местных дисперсных грунтах.

В результате изучения микростроения суглинка ненарушенного сложения не было выявлено какой-либо ориентации пор и структурных элементов. По фотографиям микроструктур среди основной, тонкодисперсной массы хорошо видны отдельные угловатые зерна кварца. Часть зерен покрыты глинистой рубашкой.