Лекция 5. I. Класс природных скальных грунтов (с жесткими структурными связями — кристаллизационными и цементационными) — магматические

КЛАССИТИКАЦИЯ ГРУНТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПО ГОСТ 25100—95

Согласно ГОСТ 25100—95 «Грунты. Классификация», все грун­ты по общему характеру структурных связей делятся на четыре класса:

I. Класс природных скальных грунтов (с жесткими структурными связями — кристаллизационными и цементационными) — магматические, метаморфические и прочные осадочные грунты.

II. Класс природных дисперсных грунтов (с механическими и водно-коллоидными структурными связями) — рыхлые осадочные грунты.

III. Класс природных мерзлых грунтов (с криогенными струк­турными связями, т. е. с наличием льда и отрицательной темпера­турой) — скальные и дисперсные грунты.

IV. Класс техногенных грунтов (с различными структурными связями, возникшими в результате деятельности человека) — скаль­ные, дисперсные и мерзлые грунты.

Классы грунтов, согласно ГОСТ 25100—95, подразделяются на пять таксономических единиц по следующим признакам:

группа - по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

подгруп­па - по происхождению и условиям образования;

тип - по веще­ственному, т. е. химико-минеральному составу;

вид - по наимено­ванию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

разновидность — по количественным показателям состава, свойств и структуры грунтов.

Наименования грунтов должны содержать сведения об их геоло­гическом возрасте. Например: «верхнечетвертичные суглинки», «палеогеновые глины» и т. д.

Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95 распространя­ется на все грунты и является обязательной при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и стро­ительстве зданий и сооружений.

Таблица 1

Классификация природных скальных грунтов (по ГОСТ 25100—95)
Класс	Группа	Подгруппа	Тип	Вид	Разновидности
Скальные (с жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями)	Скальные	Магматические	Силикатные	Граниты, габбро, базальты и др.	Выделяются по: 1) пределу прочности на одноосное сжатие; 2) плотности частиц грунта; 3) коэффициенту выветрелости; 4) степени размягчаемости; 5) степени растворимости; 6) степени водопроницаемости; 7) степени засоленности; 8) структуре и текстуре; 9) температуре.
Метаморфиче­ские	Силикатные	Гнейсы, кварциты и др.
Карбонатные	Мраморы и др.
Осадочные	Силикатные	Песчаники, конгломераты, брекчии и др.
Карбонатные	Известняки, доломиты
Полускальные	Магматические эффузивные	Силикатные	Вулканические туфы, пемзы
Осадочные	Силикатные	Аргиллиты, песчаники
Кремнистые	Опоки, трепела, диатомиты
Карбонатные	Мела, мергели и др.
Сульфатные	Гипсы, ангидриты
Галоидные	Галиты, карналиты

Классификация природных дисперсных грунтов (по ГОСТ 25100—95)
Класс	Группа	Подгруппа	Тип	Вид	Разновидности
Дисперсные (с механическими и водно-коллоидными структурными связями)	Несвязные	Осадочные	Минеральные	Силикатные, карбонатные, железистые, полиминеральные	Глинистые грунты	Выделяются по: 1) гранулометрическому составу (крупнообломочные грунты и пески); 2) числу пластичности и гранулометрическому составу (глинистые грунты и илы); 3) степени неоднородности гранулометрического состава (пески); 4) показателю текучести (глинистые грунты); 5) относительной деформации набухания без нагрузки (глинистые грунты); 6) относительной деформации просадочности (глинистые грунты); пески 7) коэффициенту водонасыщения (крупнообломочные грунты и пески); 8) коэффициенту пористости 9)степени плотности; крупнообломочные породы 10) коэффициенту выветрелости 1!) коэффициенту истираемости; 12) относительному содержанию органического вещества (пески и глинистые грунты); торфы 13) степени разложения; 14) степени зольности; 15) степени засоленности; 16) относительной деформации пучения; 17) температуре.
Органоминеральные	Илы, сапропели, заторфованные грунты
Органические	Торфы и др.
Связные	Осадочные	Минеральные	Силикатные, карбонатные	Пески, круп- нообломочные грунты
Примечание. Почвы (щебенистые, дресвяные, песчаные, глинистые, торфяные и др.) выделяются по совокупности признаков как соответствующий вид и разновидность грунта.

КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

К классу природных скальных грунтов (См. табл. 1) относятся магматические, метаморфические и прочные силикатные и кар­бонатные осадочные грунты (песчаники, известняки, гипсы и др.). В инженерно-геологических целях их обычно подразделяют по пре­делу прочности на одноосное сжатие, коэффициенту размягчаемости в воде и степени выветрелости (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика скальных и полускальных грунтов
Принцип разделения	Разновидности грунтов	Показатель
По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщаемом состоянии	Скальные очень прочные прочные средней прочности малопрочные	Rc> 120 МПа 120Rc >50 50>Rc > 15 15>Rc >5
	Полускальные пониженной прочности низкой прочности весьма низкой прочности	5 Rc > 3 3 Rc > 1 Rc > 1
По коэффициенту размягчаемости в воде	Неразмягчаемые Размягчаемые	K sop0,75 K sop< 0,75
По степени выветрелости	Невыветрелые монолитные	Породы залегают в виде сплошного массива, K wr = 1
	Слабовыветрелые (трещиноватые)	Породы залегают в виде отдельностей (глыб), 1 K wr 0.9
	Выветрелые	Породы залегают в виде скопления кусков, переходящего в трещиноватую скалу, 0,9 > K wr 0,8
	Сильнотрещиноватые (рухляки)	Породы залегают во всем массиве в виде отдельных кусков, K wr < 0,8

Важнейшей классификационной характеристикой скальных грун­тов является предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии R c, МПа, который представляет собой отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

Скальные грунты залегают обычно в виде сплошного или тре­щиноватого массива. Наличие структурных связей кристаллизаци­онного типа обусловливает их малую деформируемость и высокую прочность, которая значительно превосходит нагрузки, существую­щие в строительной практике.

Наибольшие значения предела прочности на одноосное сжатие характерны для железистых кварцитов, мелкозернистых гранитов и монолитных диабазов, а также габбро, базальтов — до 380—460 МПа, а наименьшие для осадочных сцементированных и химических — известняк выветрелый, песчаник выветрелый и др. — 8—40 МПа. Скальные грунты мелко- и равномернозернистые имеют значитель­но большую прочность, чем крупнозернистые и порфировидные.

Полускальные грунты - это сильно трещиноватые и выветре­лые магматические породы, а также вулканические туфы и некото­рые осадочные химические и органические породы — мела, гипсы, каменные соли, известняки-ракушечники. К полускальным отно­сятся песчаники и конгломераты с глинистым цементом. Одна и та же порода (например, песчаник) в зависимости от типа цемента мо­жет относиться либо к скальным (песчаник на кремнеземистом це­менте), либо к полускальным (песчаник на глинистом цементе).

По своим параметрам полускальные грунты отличаются от скаль­ных меньшей прочностью (R _c < 5 МПа), большей деформируемос­тью, пористостью и влагоемкостью. В целом они достаточно устойчи­вы по прочности, однако из-за способности некоторых из них к раз­мягчению и растворению в воде (гипс, каменная соль, мергель и др.) требуют в ряде случаев применения сложных инженерных мероприя­тий при строительном освоении. Отношение к воде и в первую оче­редь их растворимость имеют важное значение не только для полу­скальных, но и для некоторых скальных грунтов (известняки, доло­миты). С этими грунтами связано развитие весьма распространенно­го в мире опасного геологического процесса — карста.

На прочностные показатели скальных и полускальных грунтов большое влияние оказывает коэффициент выветрелости K_wr (см. табл. 2), т. е. отношение плотности выветрелого грунта к плотности невыветрелого. При значении K_wr < 0,9 прочность грун­тов значительно снижается. Так, например, предел прочности гра­нита на одноосное сжатие R_c в невыветрелом состоянии составля­ет 80—380 МПа, а для выветрелых разновидностей он не превыша­ет 4—6 МПа.

Рассматриваемый класс грунтов подразделяют и по величине ко­эффициента размягчаемости K _sop т. е. по отношению пределов проч­ности на одноосное сжатие в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях (табл. 2).

Одним из важнейших вопросов при инженерно-геологичес­ких исследованиях скальных и полускальных грунтов являет­ся оценка их трещиноватости. Разбивая массив скальных грун­тов на отдельные блоки, трещиноватость увеличивает водопро­ницаемость, деформируемость, снижает прочностные показа­тели грунтов и во многом затрудняет организацию производ­ства строительных работ. Важно установить не только генети­ческие типы трещин, качественные и количественные показа­тели трещиноватости (модуль трещиноватости, коэффициент трещинной пустотности и др.), но и оценить ее влияние на физико-механические свойства и фильтрационные параметры массива грунтов. Особенно это важно при проектировании и строительстве таких сооружений, как плотины, водохранили­ща, тоннели.

КЛАСС ПРИРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ

Дата добавления: 2014-01-04