Земляные работы. Классификация грунтов

Методические советы

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

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, которые разрабатывают взрывом или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п.
Скелет несцементированных состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесок (супесок), суглинок, глина.

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называет тощой или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки - легкой или тяжелой. Особенно трудоемкая для разработки глина называется тягловой.

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

Плотностью называется масса 1 кубического метра грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементированных грунтов 1,2-2,1 т/м³, скальных - до 3,3 т/м³.

Измерение плотности грунта

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунта 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 тяжелее. При значительной влажности в глинистых грунтах появляется клейкость, которая осложняет их разработку.

Сцепление - сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепление для песчаных грунтов составляет 3-50 кПа, для глинистых - 5-200 кПа.

Почва при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Это явление называют первичным разрыхлением грунта. Оно характеризуется коэффициентом первичного разрыхления Кр, который является отношением объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под воздействием массы выше размещенных слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т.д. Однако грунт длительное время не занимает того объема, какой он занимал до разработке, храня остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Ко.р.

Для обеспечения стойкости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к их горизонтальной проекции. Крутизна откоса зависит от угла естественного укоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.
При глубине выемки более 5 м крутизна укосов устанавливается проектом. Откосы постоянных сооружений делаются более пологими, чем укосы временных сооружений, и бывают не меньше, чем 1:1,5.

Водоудерживающая способность или сопротивление почвы проникновению воды очень высокая у глинистых почв и низкая в песчаных. По этой причине последние называются дренирующими, а первые - недренирующими.

Дренирующая способность грунтов характеризуется коэффициентом фильтрации, который находится в пределах 1-150 м/сут.

Вопросы для самопроверки

1.Как классифицируют грунты в зависимости от способа и трудности их разработки? Какие основные физические свойства грунта и от каких факторов они зависят?

2.Какие свойства грунтов влияют на производительность землеройных машин?

3.Что такое разрыхляемость грунтов ? Какая она бывает и как ее учитывают при определении производительности машин и при подсчетах объемов земляных работ?

4.Какими способами проводят разработку грунтов ? Характеристика этих способов. В каких условиях целесообразно использование этих способов?

5.Что называют проектным, профильным, производственным объемом земляных работ?