Классификация и основные строительные свойства грунтов

По своему строению грунты можно разделить на сцементиро­ванные (или скальные) и несцементированные.

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т. п. Скелет несцементированных грун­тов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина.

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называ­ют тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработ­ки — легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.

Параметры и классификация грунтов

Параметр	Песок	Супесь	Суглинок	Глина
Угол естественного откоса при естествен­ной влажности, град. Содержание частиц, %:	25...30	30...40	4^ О О	40...45
ГЛИНИСТЫХ	До 5	До 12	12...33	Более 33
песчаных	Более 80	Более 50	—	—
Оптимальная влаж­ность уплотнения, %	8...12	9... 15	12 ...20	19-23

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию, водоудерживающая способность.

Плотностью называется масса 1 м³ грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементируемых грунтов 1,2 .„2,1 т/м³, скальных — до 3,3 т/м³.

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта во­дой и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % — сухими. Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина — сухую глину разра­батывать труднее. Однако при значительной влажности у глини­стых грунтов появляется липкость, которая усложняет их разработку.

Сцепление — сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 3... 50 кПа, для глинистых —50….300 кПа.

От плотности и силы сцепления между частицами грунта в ос­новном зависит производительность землеройных машин. Клас­сификация основных видов грунтов по трудоемкости их разработ­ки в зависимости от конструктивных особенностей используемых землеройных машин и свойств.

При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а после­дней — самые трудно разрабатываемые.

Грунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, ха­рактеризуется коэффициентом первоначального разрыхления К_р, кото­рый представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под влиянием массы вышеле­жащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т. д.

Однако грунт длительное время не занимает того объема, ко­торый он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхле­ние, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта К_{о. р}.

Степень первоначального и остаточного разрыхления грунтов.

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их воз­водят с откосами, крутизна которых характеризуется отношени­ем высоты к заложению. Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.

Нормативные значения крутизны откосов для временных зем­ляных сооружений. При глубине выемки бо­лее 5 м крутизна откосов устанавливается проектом. Откосы по­стоянных сооружений делаются более пологими, чем откосы вре­менных сооружений, и бывают не менее, чем 1:1,5.

Водоудерживающая способность или сопротивляемость грун­та прониканию воды очень высока у глинистых грунтов и низка

у песчаных. По этой причине последние называются дренирую­щими, т. е. хорошо пропускающи­ми воду, а первые — недренирую­щими.

Дренирующая способность грунтов характеризуется коэф­фициентом фильтрации К, рав­ным 1...150 м/сут.

Показатели разрыхления грунтов

Наименования грунтов	Первоначальное увеличение объема грунта после разработки, %	Остаточное разрыхление грунта, %
Глина ломовая	28 ...32	6...9
Гравийно -гал ечные	16...20	5.„8
Растительный	20 ...25	3...4
Лесс мягкий	18...24	3...6
Лесс твердый	24... 30	4.„7
Песок	10... 15	2... 5
Скальные	45,„50	20.„30
Солончак и солонец: мягкий	20...26	3...6
твердый	28.„32	5...9
Суглинок: легкий и лессовидный	18 ...24	3...6
тяжелый	24.„30	5 ...8
Супесь	12... 17	3...5
Торф	24 ...30	8... 10
Чернозем и каштановый	22.„28	5 ...7

Крутизна откосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Наименования грунтов	Крутизна откосов (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более
	1,5	3	5
Насыпной не у плотненный Песчаный и гравийный Супесь Суглинок Глина Лессы и лессовидные	1:0,67 1:0,5 1:0,25 1:0 1:0 1:0	1:1 1:1 1:0,67 1:0,5 1:0,25 1:0,5	1:1,25 1:1 1:0,85 1:0,75 1:0,5 1:0,5