Грунты

Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты могут служить материалом оснований зданий и сооружений: средой для размещения этих сооружений (труб, подземных сооружений, тоннелей и др.); материалом для сооружений (насыпи, земляные плотины, сырье для изготовления стройматериалов). Грунты состоят из твердых минеральных частиц, воды в различных видах и состояниях, в том числе льда при нулевой или отрицательной температуре грунта, газов, в том числе воздуха. Воды и газы находятся в порах между минеральными частицами.

Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяются на:

  • Скальные — изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, образующего подобие сухой кладки. Надежны, прочны, не сжимаются, не размываются и не промерзают. Закладывать фундамент можно прямо на его поверхности;
  • Крупнообломочные (хрящеватые) — несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. Не сжимаются и не размываются. Фундамент следует закладывать на глубине не менее 50 см — независимо от глубины промерзания;
  • Песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, не обладающие свойством пластичности (WП < 1), содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм. Легко вынимаются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой и незначительно промерзают. Фундаменты можно закладывать на глубине от 40 до 70 см;
  • Глинистые — связные грунты, для которых число пластичности* WП > 1. Способны сжиматься, размываться, а замерзая, вспучиваться. Если находятся во влажной среде, фундамент надо закладывать на расчетную глубину промерзания;
  • Суглинки и супеси — это смеси из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30% глинистых частиц, супеси — от 3 до 10%. Оба эти грунта занимают промежуточное место между глиной и песком. Имеется также лёсс, который относится к группе суглинков, имеет большое количество пор и при намокании сжимается. Во влажных грунтах глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины промерзания.

Числа пластичности связных грунтов:

Супесь 1 ≤ WП ≤ 7
Суглинок 7 < WП ≤ 17
Глина WП > 17

В глинистых грунтах различают просадочные и набухающие при замачивании грунты. К просадочным относятся глинистые грунты, имеющие степень влажности G < 0,60 и значение

(ε0 - εТ)/(1 + ε0) ≤ -0,1

К набухающим относятся глинистые грунты, для которых значение

(ε0 - εТ)/(1 + ε0) < -0,4

Здесь ε0 — коэффициент пористости образца грунта природного сложения и влажности;

εТ — коэффициент пористости того же образца грунта соответствующей влажности на границе текучести.

Супеси по консистенции делятся на твердые (В < О), пластичные (О ≤ В ≤ 1) и текучие (В > 1).

Суглинки и глины подразделяются на твердые (В < О), полутвердые (0 ≤ В ≤ 0,25), тугопластичные (0,25 < В ≤ 0,5), мягкопластичные (0,5 < В ≤ 0,75), текучепластичные (0,75 < В ≤ 1), текучие (В > 1).

Крупнообломочные грунты в зависимости от зернового состава (в проц. по весу) подразделяются на:

щебенистый (при преобладании окатанных частиц — галечниковый) частиц крупнее 10 мм — более 50
дресвяный (при преобладании окатанных частиц — гравийный) частиц крупнее 2 мм — более 50

Песчаные грунты в зависимости от зернового состава (в проц. по весу) подразделяются на:

гравелистый песок частиц крупнее 2 мм — более 25
крупный песок частиц крупнее 0,5 мм — более 50
средней крупности песок частиц крупнее 0,25 мм — более 50
мелкий песок частиц крупнее 0,1 мм — более 75
пылеватый песок частиц крупнее 0,1 мм — менее 75

Скальные грунты, обладающие пределом прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии менее 50 кг/см² (мергели, окремененные глины, песчаники с глинисто-кремневым цементом и т. п.), а также размягчаемые и растворимые (гипс, гипсовые песчаники и т. п.), называются полускальными грунтами.

Скальные грунты, имеющие коэффициент размягчения Kразм < 0,75, называются размягчаемыми. Коэффициент размягчения Kразм равен отношению временных сопротивлений сжатию в насыщенном водой и воздушно-сухом состоянии.

Песчаные, а также глинистые макропористые грунты называются маловлажными, если вода заполняет не более 50% всего объема пор, очень влажными, если вода заполняет 50-80% всего объема пор и насыщенными водой, если вода заполняет более 80% всего объема пор.

Песчаные грунты разделяются на плотные, средней плотности и рыхлые, в зависимости от величины коэффициентов пористости ε.

* Числом пластичности грунта WП называется разность весовых влажностей, выраженных в процентах, соответствующих двум состояниям грунта: на границе текучести WT и на границе раскатывания WП определяемым по действующим инструкциям.