6. Инженерно-геологическая характеристика илов, торфов и заторфованных пород.

Породы особого состава, состояния и свойств составляют пятую группу общей инженерно-геологической классификации горных по­род. К ним относятся илы, торфы и заторфованные породы, соли и засоленные породы, многолетнемерзлые породы, искусственные (антропогенные) грунты.

Илы - это современные мелко- и тонкодисперсные ocaдки, формирующиеся механическим или химическим путем на дне различных водоемов (морей, озер, водохранилищ, болот). Обычно они представляют собой свежеотложившиеся, слабые, водонасыщенныe осадки, обладающие рядом характерных особенностей.

По гранулометрическому составу илы могут быть мелко- и тонкозернистыми песчаными, супесчаными, суглинистыми и глинистыми. Для них характерно повышенное (до 12 %) содержание органики, а в засушливых условиях они могут содержать водораствори­мые соли. Терригенные глинистые и песчаные илы озер и водохранилищ отличаются повышенным содержанием пылеватых частиц.

В минеральном составе тонкодисперсной части морских илов обычно преобладают глинистые минералы, а в грубодисперсной – первичные реликтовые минералы. При этом в морских илах обычно наблюдается повышенное содержание карбонатов. На определенной глубине в толще илов происходят процессы диагенеза, изменяющие состояние и свойства осадков и постепенно превращающие их в горные породы. Следовательно, илы субаквального происхождения по существу являются начальной стадией формирования песчаных и глинистых пород различной степени литификации.

Влажность илов обычно достигает 80 % и более. Минеральные частицы сильно гидратированы. Объемный вес скелета нередко со­ставляет 0,8--0,9 Г/смЗ. Прочность илов предельно мала. Под действием даже малых внеш­них нагрузок илы быстро переходят в текучее состояние. При прило­жении вертикальных нагрузок деформация илов сопровождается выжиманием свободной воды и характеризуется свободным уплотне­нием. Коэффициент сжимаемости илов а обычно 2-3 см2/кГ. Мо­дуль общей деформации Ео для глинистых разновидностей равен 1­5 кГ/см2, для суглинистых и супесчаных - 10--25 кГ/см2. Следует отметить, что илы обладают способностью к тиксотропным превра­щениям, т. е. способностью восстанавливать свое первоначальное со­стояние и прочность структурных связей после снятия внешней на­грузки.

Приведенная характеристика свидетельствует, что строительст­во на илах возможно при применении специальных мер по искусст­венному улучшению их свойств (уплотнение, укрепление, дрениро­вание) или при обеспечении нечувствительности сооружений к большим и неравномерным осадкам (свайные основания, каменные подушки, пояса жесткости, осадочные швы и др.).

Торф - порода органогенного происхождения, образовавшаяся в результате накопления и разложения органических остатков и со­держащая примеси песчано-глинистого материала. При содержании в породе растительных остатков более 60 % ее называют торфом, а если их содержание колеблется от 10 до 60 %, то породы называют заторфованными.

При оценке строительных и других характеристик торфа весьма важно учитывать степень разложения растительных остатков по со­держанию в породе гумуса. Именно в зависимости от степени раз­ложения растительных остатков изменяются влажность, влагоем­кость, водопроницаемость, прочность, деформируемость и устойчи­вость торфов в основании сооружений. По содержанию гумуса (в процентах) различают следующие основные стадии разложения торфа: сильноразложившийся - 100--80 %, хорошо разложивший­ся - 80-60 %, малоразложившийся - 60-40 %, плохо разложив­шийся - 40--20 %, неразложившийся - меньше 20 %.

Содержание в торфе минеральных веществ характеризуется зольностью, или несгорающим остатком (золой), образующимся при его сжигании. От состава и количества минеральных веществ в торфе зависят его физико-механические свойства. Общая зольность торфов изменяется от 6 до 18 % (от веса сухой навески торфа) и воз­растает от моховых торфов к древесным. При этом зольность с глу­биной повышается.

Влажность торфов в условиях естественного залегания состав­ляет 85 % и более в зависимости от климатических условии и дре­нированности местности, состава торфа, степени его разложения и пр. Торфы обычно слабо уплотнены и имеют высокую пористость, которая в среднем колеблется от 85 до 95 %. В связи с этим удель­ный и объемный веса торфов изменяются соответственно от 1,4 до 1,8 Г/смЗ и 'от 0,7 до 1,4 Г/смЗ (максимальные значения характерны для погребенных более уплотненных и более зольных разновидностей).

Торфы сильновлагоемки - способны поглощать и удерживать значительное количество воды. При высушивании торф, особенно его хо­рошо разложившиеся разновидности, обычно дают значительную усадку. Плохо разложившиеся и неразложившиеся торфы водопро­ницаемы, их коэффициент фильтрации может достигать 12 м/сут. Однако хорошо разложившиеся торфы, подобно глинам, практиче­ски водонепроницаемы и могут использоваться для гидроизоляции.

Торфы обладают чрезвычайно сильной, неравномерной и длительной сжимаемостью. Коэффициент сжимаемости их достигает 10 см2/кГ, а коэффициент относительной сжимаемости – десятков процентов. Модуль общей деформации торфов обычно не превыша­ет 2 кГ/см2 и только для погребенных и соответственно более уплот­ненных разновидностей может достигать 20 кГ/см2.

Данные отложения являются слабыми с точки зрения их несущей способности. При необ­ходимости строительства на них сооружений следует применять все меры, предусматриваемые при строительстве на сильно и неравно­мерно сжимаемых породах – армированные пояса, осадочные швы, разрезку зданий на отдельные жесткие отсеки, свайные основания, полное или частичное выторфовывание и др.