ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСКАВАТОРНЫХ РАБОТ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Глава XVII
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСКАВАТОРНЫХ РАБОТ
66
Грунты и их свойства
Грунты являются материалами, из которого возводят насыпи, средой, в
которой разрабатывают выемки, и основанием, на котором возводят земляные
сооружения. Большая часть грунтов — минерального происхождения, но
имеются грунты частично или полностью органического образования (ил,
торф, чернозем, фосфориты).
Грунты минерального происхождения по своему составу, прочности и
трудности разработки подразделяют на скальные (изверженные и осадочные),
сцементированные конгломераты и нескальные (глинистые и
песчано-гравийные).
Скальные грунты по строению разделяют на однородные и слоистые.
Однородные скальные грунты состоят преимущественно из изверженных пород
с кристаллической структурой. Они отличаются значительной плотностью
(объем пор не больше 1%) и малой влагоемкостью (0,1—1%). Слоистые
скальные грунты принадлежат к осадочным породам и сложены из песчаников,
известняков, доломитов и глинистых сланцев. Прочность этих пород
колеблется в широких пределах и зависит как от состава и сложения, так и
от толщины слбя. Влагоемкость колеблется от 1,5% для плотных известняков
до 4d% для мела.
Конгломераты — это обломочные породы, сцементированные тем или иным
минеральным цементом. Твердость породы зависит от состава связующего.
К нескальным грунтам относятся глины, лёсс, мергели, пески и гравий, а к
промежуточным— супеси, суглинки. Глины являются продуктом механического
разложения полевого шпата. В чистом виде глины встречаются редко. Обычно
они содержат примеси песка и других горных пород. При содержании 10—3d%
глины их называют суглинками, а при содержании ее 1(3% и менее —
супесями.
Лёсс содержит 5—10% глины, до 60 кварцевой пыли, 10—20 % извести и
некоторую часть окиси железа. Лёсс обладает значительной влагоемкостью
до 40%. При насыщении водой в лёссе нарушается сцепление частиц, поэтому
они легко размываются текучими водами.
Мергелями называются глины с содержанием 40—60% углекислой извести. В
сухом состоянии мергели обладают значительной твердостью. Они
гигроскопичны, при насыщении водой переходят в состояние пластичности, а
при высыхании распадаются в порошок. I
Пески—это продукт разрушения кристаллических пород. Крупность частиц
песка — в пределах от 0,05 (мелкий песок) до 3—4 мм (крупный песок). При
более мелких зернах пески называют пылью.
Гравий, галька и валуны — это грубообломочные породы, состоящие из
продуктов разрушения изверженных и осадочных пород. Размеры отдельных
частиц: 5—40 — для гравия, 40—200 — для гальки и 200—800 мм — для
валунов.
Техническая пригодность грунтов определяется
связностью (сцеплением) между частицами, характеризующей прочность
грунта; размерами и формой частиц; однородностью состава; коэффициентом
трения или углом естественного откоса; влажностью, влаго-емкостью и
водоудерживающей способностью; размываемостью и растворяемостью в воде;
пластичностью; расширяемостью и сжимаемостью при различном содержании
влаги и под действием отрицательных температур; разрыхляемостью и
способностью к уплотнению после разрыхления.
Качество и техническую пригодность грунта определяют лабораторными
исследованиями.
При нарушении естественной структуры (например, во время его копания)
грунт увеличивается в объеме. Это свойство называется разрыхляемостью и
измеряется в процентах по отношению к первоначальному объему.
Величины приращения объемов при разрыхлении грунта приведены в табл. 23.
Табл. 24 содержит данные об углах естественного откоса грунтов (в град)
в зависимости от их влажности. В табл. 25 привгцены принятая в
строительстве классификация грунтов по трудности их разработки
одноковшовым экскаватором и их плотность.
Таблица 23 Приращение объемов при разрыхлении
грунта
Грунт
Г руппа грунта
Приращение объемов при разрыхлении,
%
первоначальное
остаточное
Песчаный
1
8-17
1-2,5
Торф растительный
II
20-30
I
со
Суглинистый
III
14-28
сл
I
сл
Глинистый
III
24-30
4-7
Тяжелые глины
IV
26-32
6-9
Мергели
IV
33-37
11-15
Каменистый
V
30-45
10-20
Скалистый
VI
45-50
20-30
Таблица 24 Углы естественного откоса, град
Наименование грунта
Г рунты
сухие
влажные
мокрые
Растительная земля
40
35
25
Песок:
крупный
30-35
32-40
25-27
мелкий
25-30
35
15-20
Суглинок
40-50
35-40
25-30
Глина жирная
40-45
35
15-20
Гравий
35-40
35
30
Торф
40
i
25
15
Таблица 25 Классификация грунтов по трудности их
разработки
Наименование и характеристика грунта
Г руппа грунта
Средняя плотность, кг /см3
Галька и гравий размером:
до 80 мм
I
1700-1800
более 80 мм с примесью булыг
II
1900
Гипс мягкий
IV
2200
Глина:
жирная мягкая или насыпная, слежавшаяся с примесью щебня
или гравия до 10%
II
1800
то же, с примесью щебня, гравия или булыг более 10%
III
1950
мореная с примесью до 30% валунов
IV
1950
сланцевая
IV
—
твердая
IV
2000
тяжелая ломовая
III
1900
Грунт растительного слоя:
без корней и с корнями
I
1200
с примесью гравия, щебня или строительного мусора
II
1400
Лёсс:
естественной влажности рыхлый с примесью гравия и гальки
I
1600-1800
отвердевший
IV
1800
Мел мягкий
IV
1550
Мерзлые грунты:
II
песчаные и супесчаные, предварительно разрыхленные
—
глинистые и суглинистые
V
—
Наименование и характеристика грунта
Г руппа грунта
Средняя плотность, кг/см3
Мореные с валунами
IV
2100
Опоки
IV
1900
Песок всех видов, в том числе с примесью щебня, гравия или
гальки
1
1600-1700
Скальные грунты:
предварительно разрыхленные
VI
1800
не требующие разрыхления
IV
1550
Солончак и солонец:
мягкие
1
1600
отвердевшие
III
1800
Суглинок:
легкий и лессовидный
1
1700
с примесью гравия, щебня, булыг и строительного мусора
II
1750-1950
Супесок всех видов, в том числе с примесью щебня, гравия и
строи