ОСНОВЫ ГРУНТОВЕДЕНИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВ

Общая характеристика классов грунтов

В строительной практике повсеместно используется термин «грунт», под этим термином понимают горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонетную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Грунты могут служить:

• 1) материалом оснований зданий и сооружений;
• 2) средой для размещения в них сооружений;
• 3) материалом самого сооружения.

Грунтами занимается наука «Грунтоведение», которая является разделом науки «Инженерная геология». Грунтоведение тесно взаимодействует с науками «Механика грунтов» и «Основания и фундаменты».

Автомобильные, аэродромные сооружения и городские пути сообщения являются сложными инженерными объектами. Они должны эксплуатироваться круглогодично и в течение длительного времени. Грунтоведение изучает свойства грунтов, которые для автомобильных дорог и аэродромов являются основаниями, средой, а часто и материалами, из которых их сооружают. Из грунтов возводят дорожные насыпи, в массивах грунтов выполняют дорожные выемки. После искусственного улучшения свойств грунты используют в качестве покрытий дорог низших категорий. В толщах грунтов прокладывают трубопроводы и тоннели.

Грунты на автомобильных дорогах и аэродромах подвергаются постоянному воздействию многих негативных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и оттаивание, увлажнение атмосферными и подземными водами, разрушение растительностью и т. д.) и динамических нагрузок от движущегося транспорта. Все это отрицательно сказывается на свойствах грунтов.

Учет свойств грунтов и вышеперечисленных факторов внешнего воздействия лежит в основе проектирования, строительства, эксплуатации автомобильных дорог, аэродромов и городских путей сообщения.

В грунтоведение самостоятельным разделом входит техническая мелиорация грунтов, основной задачей которой является искусственное улучшение свойств грунтов.

Классификация грунтов. Согласно государственному стандарту (ГОСТ 25100—95) грунты разделяются по свойствам. Этот ГОСТ является основным документом при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве дорожных и аэродромных сооружений. Все грунты разделяются на четыре класса: скальные, дисперсные, мерзлые и техногенные. Скальные, дисперсные и мерзлые грунты разделяются на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. Класс техногенных грунтов имеет три подкласса, которые в свою очередь состоят из групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей. Классификация грунтов (в сокращенном виде), согласно ГОСТ 25100—95, приведена в табл. 10.

Скальные грунты имеют структуры с жесткими кристаллическими связями. Класс включает в себя две группы: 1) скальные грунты, куда входят три подгруппы горных пород — магматических, метаморфических и осадочных (хемогенных и сцементированных) и 2) полу-скальные грунты в виде двух подгрупп — магматических эффузивных и осадочных пород типа мергеля, гипса и др. Подгруппы по минеральному составу делятся на типы грунтов — силикатные, карбонатные и т. д. Типы разделяются на виды пород (граниты, мраморы, песчаники, известняки и т. д.), которые в свою очередь разделяются на разновидности грунтов. В основе каждой разновидности лежат свойства грунтов — по прочности, растворимости в воде, выветрелости, засоленности и т. д.

Дисперсные грунты представляют собой осадочные горные породы (обломочные, органоминеральные и органические). Для этих грунтов характерны механические и водно-коллоидные структурные связи. Класс разделяется на две группы — связные и несвязные грунты. Связные грунты делятся на три типа — минеральные (глинистые образования), органоминеральные (илы, сапропели и др.) и органические (торфы). Несвязные грунты представлены песками и крупнообломочными грунтами (щебень, гравий и др.). В основу выделения

Класс «Скальные грунты»

Классификация грунтов (ГОСТ 25100—95)

Класс «Мерзлые грунты»

Класс «Техногенные грунты»

разновидностей грунтов положены такие свойства, как плотность, засоленность, гранулометрический состав, способность набухать, во-донасыщенность и т. д.

Мерзлые грунты. В класс входят скальные, полускальные и дисперсные грунты, находящиеся в условиях отрицательных температур. К этим трем группам добавляется группа ледяных грунтов из надземных и подземных льдов (ледниковых, речных, пещерных и др.). Разновидности мерзлых грунтов выделяются по степени льдистости, температурно-прочностным свойствам, криогенной текстуре и т. д. Все грунты этого класса имеют криогенные структурные связи, т. е. цементирующим веществом в них является лед.

Техногенные грунты представляют собой, с одной стороны, природные породы — скальные, дисперсные, мерзлые, которые в каких-либо целях были подвергнуты физическому или физико-химическому воздействию, а с другой — искусственные минеральные и органоминеральные образования, сформировавшиеся в процессе бытовой и производственной деятельности человека. Последние часто называют антропогенными образованиями. В этот класс входит очень большое количество самых разнообразных минеральных образований. Это хорошо видно из табл. 10. В связи с этим среди техногенных грунтов присутствуют минеральные образования с различными структурными связями — кристаллическими, механическими, водно-коллоидными и криогенными.

В отличие от других этот класс вначале разделяется на три подкласса, а каждый подкласс далее на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности грунтов. Последние таксоны выделяются на основе специфических особенностей и свойств грунтов.