ОСНОВНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ

Грунтами называют породы, залегавшие в верхних слоях земной коры. К ним относятся: растительный грунт, песок, супесок, гравий, глина, суглинок лессовидный, торф, различные скальные грунты и плывуны.

По крупности минеральных частиц и их взаимной связи различают такие грунты:
связные - глинистые; несвязные - песчаные и сыпучие (в сухом состоянии): крупнообломочные - несцементированные грунты, содержащие более 50% (по массе) обломков кристаллических пород размером более 2 мм; скальные изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя образующего подобие сухой кладки. Грунты бывают смешаны с органическими веществами и продуктами их разложения.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ, относятся: объемная масса, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса и размываемость.

Объемной массой называется масса 1 м³ грунта в естественном состоянии в плотном теле. Объемная масса песчаных и глинистых грунтов составляет 1,5-2 т/м³, скальных неразрыхленных грунтов - до 3 т/м³.
Влажность характеризуется степенью насыщенности пор грунта водой. Влажность грунта определяется отношением массы воды в грунте к массе его твердых частиц и выражается в процентах:

где gв, gs - соответственно масса пробы грунта до и после просушивания.
При влажности до 5% грунты считаются сухими, а свыше 30% - мокрыми.
Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и степени его влажности. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0.003-0,05 Мн/м² (0,03-0,5 кгс/см²), для глинистых 0,005-0,2 Мн/м² (0,05-2 кгс/см²).

В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает.
Грунт, находящийся в естественном состоянии, при разработке разрыхляется, а его объемная масса уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением, грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления - Кр; он представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в естественном состоянии и составляет для песчаных грунтов 1,08-1,17, суглинистых 1,14-1,28 и глинистых 1,24-1,30.

Разрыхленный грунт, уложенный в насыпь, под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта и смачивания дождем уплотняется. Разрыхленность грунта после его уплотнения называется остаточным разрыхлением; характеристикой его является коэффициент остаточного разрыхления грунта - Ко.р.

Для песчаных грунтов К0,р принимают в пределах 1,01-1,025, суглинистых - 1,015-1,05 и глинистых - 1,04-1,09.
Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению h/a=1/m, где m - коэффициент откоса.
Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.
Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев грунта. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. В грунтах, имеющих сцепление, угол естественного откоса изменяется от максимальной величины в верхней части выемки или насыпи до минимальной - в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосам высоких насыпей а глубоких выемок целесообразно придавать переменную крутизну с более пологим очертанием внизу. Строительными нормами и правилами установлены значения крутизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты. Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. Более крутые откосы допускаются при устройстве временных сооружений - котлованов и траншей. Например, при суглинистых грунтах и глубине выемок до 3 м в постоянных сооружениях крутизна откосов принимается 1 : 1,25, в постоянных насыпях - 1 : 1,5, в котлованах и траншеях - 1 : 0,67.

Размываемостъю грунта называется унос его частиц текучей водой. Размываемость характеризуется наибольшей допускаемой скоростью движения воды по дну водоотводов. Для мелких песков наибольшая скорость движения воды не должна превышать 0,5-0,6 м/сек, для крупных песков - 1-2, и для глинистых плотных грунтов - 1,5 м/сек.

Согласно производственным нормам, все грунты группируют и классифицируют по степени трудности их разработки различными землеройными машинами и вручную. Для каждого способа разработки установлена своя классификация. Грунты, разрабатываемые одноковшовыми экскаваторами, подразделяют на шесть групп, а многоковшовыми - на две.
По трудности разработки вручную все грунты, включая скальные, делят на 7 групп.

В начало страницы

Еще статьи по теме

• Назначение и виды земляных сооружений

• Основные строительные свойства и классификация грунтов

• Определение объемов земляных работ

• Общие сведения о машинах, предназначенных для производства земляных работ