Грунтом называют любую горную породу, образующую
верхний слой земной коры, изменившуюся под влиянием внешних природных
факторов и представляющую собой смесь минеральных частиц различной
крупности. Верхний слой грунта, изменившийся под влиянием воздуха, воды,
тепла и микроорганизмов, называют почвой, которую, как правило, для
дорожного строительства не используют.
Грунты являются самым распространенным дорожно-строительным материалом.
Из них возводятся насыпи, дамбы, бермы, банкеты, дорожные одежды. Грунты
являются также основанием для всех дорожных конструкций и сооружений.
Знание свойств грунтов и их умелое использование — основа устойчивости
сооружений. ,
Горные породы в зависимости от того, как они образовались, делят на
магматические (затвердевшая магма), метаморфические (видоизмененные
магматические и осадочные горные породы в результате действия больших
давлений и температур) и осадочные. К магматическим породам относятся
граниты, сиениты, базальты, диабазы и др., к метаморфическим — кварциты,
мраморы, гнейсы, сланцы, к осадочным — песчаники, туфы, мергели, мел,
доломит, известняки и рыхлые горные породы, образовавшиеся от разрушения
магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Известно более
1000 горных пород, но наиболее часто встречаются 20 ... 25.
В зависимости от степени разрушения горной породы грунты разделяют на
следующие виды:
скальные— магматические, метаморфические и осадочные породы с жесткой
связью между зернами в виде сплошных массивов с прочностью на сжатие
более 5 МПа. При прочности менее 5 МПа их называют полускальными;
крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие по массе более
50 % частиц крупнее 2 мм;
песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, не обладающие свойствами
пластичности (число пластичности меньше 1) и содержащие обломки крупнее
2 мм менее 50 %;
глинистые — тонкозернистые грунты, обладающие большой влагоемкостью,
пластичностью при увлажнении и связностью в сухом состоянии.
Строители дорог большей частью имеют дело с рыхлыми горными породами,
состоящими из минеральных частиц и обломков различной крупности. В
зависимости от их размеров различают: валуны — размер более 200 мм,
гальку 70 ... 200, гравий 2... 70, песчаные частицы 0,05... 2, пылеватые
0,05... 0,005 и глинистые частицы размером менее 0,005 мм. В основу
классификации частиц грунтов по крупности положены их важ-нейшие
свойства, прежде всего изменение свойств при увлажнении. Валуны, галька,
гравий, песчаные частицы имеют округлую форму, сыпучи, при увлажнении
своих свойств не изменяют, так как хорошо пропускают воду.
Совсем по-другому ведут себя пылеватые и глинистые частицы. Пылеватые
частицы имеют сферическую форму и очень малый размер. При насыщении
водой связность между частицами теряется, в результате чего образуется
подвижная грунтовая масса, которую называют плывуном. При высыхании
пылеватые грунты становятся связными, плотными и твердыми.
Глинистые частицы имеют самые маленькие размеры. Форма частиц в виде
чешуек. При увлажнении молекулы воды как бы расклинивают чешуйки,
поэтому объем глинистых частиц значительно увеличивается, связность
между ними уменьшается. Грунт в таком состоянии становится
водонепроницаемым, липким и не способным нести нагрузку.
В большинстве своем грунты таежной зоны в районах интенсивных
лесозаготовок представляют собой смесь песчаных, пылеватых и глинистых
частиц. Поры между частицами заполнены воздухом и водой, поэтому грунты
рассматривают как многофазные (двух- и трехфазные) системы, состоящие из
твердой, газообразной и жидкой фаз.
Свойства грунтов во многом зависят от того, какие частицы в их составе
преобладают. Например, при преобладании в грунтах пылеватых частиц при
увлажнении они становятся неустойчивыми, неспособными нести нагрузку и
нередко превращаются в подвижную массу.
Для установления вида грунта необходимо знать, сколько в грунте частиц
различной крупности. Относительное содержание в грунте частиц разной
крупности, выраженное в процентах от общей массы грунта в воздушно-сухом
состоянии, называют зерновым (гранулометрическим) составом грунта.
В зависимости от зернового состава крупнообломочные грунты разделяют на
следующие основные виды: глыбоватый (при преобладании окатанных камней —
валунный) с массой камней крупнее 200 мм более 50 %; щебенистый (при
преобладании окатанных частиц — галечный) с массой частиц крупнее 10 мм
более 50%; дресвяный (при преобладании окатанных частиц — гравийный) с
массой частиц крупнее 2 мм более 50%.
Песчаные грунты разделяют следующим образом: песок
гравелистый — масса частиц крупнее 2 мм более 25%; песок крупный — масса
частиц крупнее 0,5 мм более 50%; песок средней крупности — масса частиц
крупнее 0,25 мм более 50 %; песок мелкий — масса частиц крупнее 0,1 мм
более 75 %; песок пылеватый — масса частиц крупнее 0,1 мм менее 75%.
Вид глинистого грунта также может быть определен по
содержанию в нем глинистых частиц: легкая супесь 3...8%, тяжелая супесь
8... 12, легкий суглинок 12... 18, тяжелый суглинок 18... 25,
песчанистая глина 25... 40 и жирная более 60 %. Песок имеет глинистых
частиц менее 3 % (табл. 3.1).
В зависимости от содержания растительных остатков грунтам присваивается
дополнительное наименование. При содержании остатков до 10 % грунт с
примесью растительных остатков, 10 ... 60 % — заторфованный грунт и
более 60 % — торф.
3.1. виды глинистых ГРУНТОВ
* О числе пластичности смотри на с. 91.
Торфы в некоторых случаях подстилаются илистыми грунтами или илами. Илы
представляют собой осадочные отложения, образующиеся в стоячей воде в
результате микробиологических процессов. При содержании в илах
минеральных частиц менее 30% их называют сапропелями (органические илы).
