Класифікація та будівельні властивості ґрунтів

Будівельна класифікація ґрунтів

скельний ґрунт (сцементований або кристалізаційний);
нескельний ґрунт (несцементований).

До першої групи належать магматичні, метаморфічні, осадові, штучні ґрунти. Їх характерні водостійкість, міцність при стисканні. Породи нескельних ґрунтів відрізняються роздробленістю та дисперсністю. Відповідно, скельні ґрунти - трудноподдающиеся дроблення, а нескельні з легкістю можна обробляти. Залежно від вмісту частинок піску, пилу, глини та ін.

Примітка. Прочерк означає, що параметр не нормується.

Будівельні властивості ґрунтів

Особливості ґрунтів обумовлені складом, взаємовідносинами та взаємодією складових породи. Характеризувати грунти можна за фізико-механічними ознаками, магнітними, електричними, водними та ін. ґрунти. Ці характеристики ґрунту визначають фізичний стан ґрунту та стану, які виникають внаслідок будь-яких впливів на ґрунт. Отже, будівельні властивості ґрунтів:

густина;
вологість;
зчеплення;
розпушування;
кут природного укосу;
питомий опір різання;
водоутримуюча здатність.

Щільність - маса одиниці об'єму ґрунту, що виражається в кг/м 3 або т/м 3 . Щільність несцементованих порід може досягати 2,1 т/м 3 скельних - 3,1 т/м 3 .

Вологість характеризується ставленням маси води у ґрунті до маси сухого ґрунту. Якщо відсоток вологості не перевищує 5%, такий ґрунт називають сухим, від 5 до 15% - маловологим, від 15 до 30% -вологим, вище 30% - мокрим. Чим вище вологість ґрунту, тим складніше його розробляти. Виняток – глина, т.к. її обробляти в сухому вигляді навпаки складніше, але при великій вологості цей процес утруднюється через липкість.

Ще одна важлива властивість ґрунтів – зчеплення. Воно характеризує структурні зв'язки і те, як ґрунт пручається зсуву. Сила зчеплення піщаних порід становить 0,03-0,05 МПа, глинистих – 0,05-0,3 МПа. Для мерзлих ґрунтів характерно значно більше зчеплення.

Коли розробляють породу, вона збільшується в обсязі, ця будівельна властивість грунту називається розпушуванням. Розрізняють початкову розпушування К p і залишкову К ор (показує, наскільки ґрунт зменшується в об'ємі після ущільнення). Показники розпушення наведені у таблиці 2. Слід пам'ятати, що природне ущільнення протікає нерівномірно, через що можуть виникнути просідання. Щоб уникнути таких вад, ґрунт потрібно утрамбовувати спецмашинами.

Відповідно до вимог техніки безпеки рити котловани та траншеї в більшості випадків потрібно з укосами та кріпленнями. Кут внутрішнього тертя, сила зчеплення та тиск ґрунтів, що лежать зверху, впливають на величину кута природного укосу. Якщо сила зчеплення відсутня, граничний кут збігається з кутом тертя. Крутизна укосу обумовлена кутом природного укосу (за умови, що грунт знаходиться в граничній рівновазі) (рис.1).

H/A=l/т, де т - коефіцієнт закладання.

Мал.1. Крутизна укосу

У табл. 3 можна ознайомитися з величинами крутості укосів длятимчасових земляних споруд. Коли глибина виїмки досягає 5 і більше метрів, крутість укосів встановлюють проектом.

Класифікація ґрунтів з питомого опору різанню представлена в ЕНіР 2-1-1. Вона ґрунтується на властивостях ґрунтів та особливостях землерийної та землерийно-транспортної техніки, яка бере участь у розробці ґрунту. Виділяють 6 груп для екскаваторів з одним ківшем, 2 групи – для багатоковшових екскаваторів та скреперів, 3 групи – для грейдерів та бульдозерів, 7 груп – для розробки ґрунту без застосування техніки. Грунти перших чотирьох груп легко обробляються як вручну, так і завдяки машинам, а грунти з наступних груп необхідно попередньо розпушувати іноді навіть із застосуванням вибухового способу.

Важлива властивість ґрунту, що впливає на процес обробітку ґрунту, - це водоутримуюча здатність (здатність ґрунту утримувати у своєму складі воду). Для глини характерна висока опірність проникненню води (недренуючий ґрунт), для піску - низька (дренуючий ґрунт). Водоутримуюча здатність характеризується коефіцієнтом фільтрації, це значення може коливатися від 1 до 150 м/сут .