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

Глава 5. Состояние и свойства техногенных грунтов несанкционированных строительных отвалов и свалок.

Изучаемые грунты строительных отвалов и свалок могут иметь как рыхлое сложение, так и достаточно плотное, что прослеживается на нескольких участках исследования. Показатели естественной плотности и плотности скелета варьируют в широких пределах от низких (0,90 г/см³ и 0,57 г/см³, соответственно) до высоких (2,14 г/см³ и 1,93 г/см³) значений, последние из которых не выходят за пределы, характерные для местных природных дисперсных грунтов.

В грунтах строительных отвалов и свалок плотность твердого компонента изменяется от 2,13 до 2,85 г/см³. Средние значения плотности твердого компонента у грунтов различной дисперсности (для песков и супесей 2,61 г/см³, суглинков 2,64 г/см³) на большей части объектов занижены относительно средних значений для природных грунтов. Наиболее существенное влияние на снижение плотности твердого компонента оказывает присутствие органического вещества в грунтах и наличие рентгеноаморфного вещества. Плотность твердого компонента глинистых грунтов также может быть снижена за счет высокого содержания кварца, представляющего в исследуемых техногенных грунтах в основном песчаные фракции (преобладающие в техногенных супесях и суглинках), и содержащегося в составе фракций < 0,001 мм (в виде РАВ).

Для большинства техногенных грунтов, отобранных в разные месяцы и имеющих достаточно низкую пористость 26-48 %, в среднем 36 %, степень влажности имеет значения более 0,80 (насыщенные водой) независимо от времени отбора образцов в течение года. Супеси и суглинки имеют консистенцию от твердой (I_L < 0) до текучей (I_L > 1); преобладают твердые и пластичные супеси и полутвердые и тугопластичные суглинки. Для супесей показатель консистенции имеет больший разброс значений, чем для суглинков.

Изучаемые грунты имеют, как правило, невысокие значения гигроскопической влажности, но у отдельных образцов песков они могут достигать 2 %, а у супесей, суглинков и глин - 3 %. Повышенная гигроскопическая влажность в песчаных техногенных грунтах связана в основном с высоким содержанием глинистых частиц, достигающим 8 % (в среднем 3,5 %). Наличие органического вещества также обеспечивает более высокую гигроскопическую влажность, но прямой корреляционной зависимости не выявлено.

Для большинства исследуемых грунтов величины пределов пластичности сопоставимы со значениями для местных природных дисперсных грунтов. Достаточно высокие значения пределов пластичности для некоторых суглинков (W_Р до 62 %, W_L до 73 %) и особенно супесей (W_Р до 53 %, W_L до 56 %), обусловлены высоким содержанием органического вещества в грунтах. Такие разности встречаются как среди грунтов культурного слоя, так и в качестве прослоев и включений в крупных массивах техногенных грунтов, образованных отвалами Метростроя.

Низкие значения показателей коллоидной активности и гидрофильности отражают особенности минерального состава грунтов строительных отвалов и свалок, тесно связанного с составом четвертичных отложений.

Неоднородность техногенных грунтов строительных отвалов и свалок еще раз подчеркивается высокими коэффициентами вариации значений их влажностных и плотностных характеристик. В исследуемом массиве данных не выявлено статистически значимых корреляционных зависимостей между значениями гигроскопической влажности, влажности максимальной молекулярной влагоемкости, пределов пластичности и минеральным составом и содержанием рентгеноаморфного вещества.

Многие разности имеют относительно низкие и достаточно разнородные показатели прочностных и деформационных свойств, т.е. как правило, неудовлетворительные физико-механические свойства. Полученные в полевых условиях на одном из участков значения модулей общей деформации выше лабораторных в 2-3,5 раза. Также при штамповых испытаниях наблюдается незначительная структурная прочность в техногенных грунтах, отсутствующая при испытании аналогичных образцов в лабораторных условиях. Таким образом сказываются масштабный эффект и влияние крупных включений в грунтах. Необходимы разработки надежных методов интерпретации данных полевых методов изучения физико-механических свойств техногенных грунтов.