Лекція № 4. Будівельні властивості ґрунтів і їх використання для спорудження земляного полотна

4.1. Загальна класифікація ґрунтів.

Матеріалами для земляного полотна автомобільної дороги є:

- ґрунт з виїмки;

- ґрунт з притрасового резерву;

- ґрунт із зосередженого кар'єру.

При виробництві земляних робіт ґрунт може бути використаний як будівельний матеріал (зведення насипів, ґрунтових дамб і гребель і т.п.). ґрунт, крім того, може бути використаний як фізичне середовище в якій зводяться конструкції будівель і споруд, працюють будівельні машини і механізми, робочі.

Під ґрунтом в будівництві розуміються гірські породи, що утворюють поверхневі шари землі і складають так звану кору вивітрювання, які можуть служити основою або матеріалом для будівель і споруд.

Види, характеристики і будівельні властивості ґрунтів приведені в ЕНіРе, сб. Е2 "Земляні роботи", вып. 1.

За походженням, станом і механічній міцності ґрунти підрозділяються на скельні і нескельні.

Скельні ґрунти - кам'яні породи, що залягають монолітними потужними напластуваннями. Скельні ґрунти характеризуються високою міцністю, залягають у вигляді суцільного або тріщиноватого масиву. Розробляють їх тільки після попереднього спушення або руйнування. Міцність скельних ґрунтів знаходиться в межах від 120 МПа (дуже міцні) до 1 МПа (низької міцності). У зв'язку з цим спушення скельних ґрунтів може здійснюватися за допомогою вибухів, або механічним способом.

Нескельні ґрунти - що утворилися в результаті руйнування скельних ґрунтів, органічних і неорганічних процесів і діяльності людини. До нескельних ґрунтів відносяться: Підгрупи нескельних ґрунтів:

- крупноуламкові:

- валунний (вміст фракції більше 200 мм понад 50%);

- галечниковий (вміст фракції більше 10 мм понад 50%);

- гравійний (вміст фракції більше 2 мм понад 50%);

- уламкові піщані:

- пісок гравелистий (вміст фракції більше 2 мм понад 25%);

- пісок крупний (вміст фракції більше 0,5 мм понад 50%);

- пісок середньої крупної (вміст фракції більше 0,25 мм понад 50%);

- пісок дрібний (вміст фракції більше 0,1 мм понад 75%);

- пісок пилуватий (зміст фракції більше 0,1 мм менше 75%);

глинисті - супісок, суглинок, глина.

Основним об'єктом розробки в будівництві є піщані і глинисті, а також крупноуламкові і напівскельні ґрунти, що покривають велику частину земної поверхні.

Землерийні машини розраховані на розробку головним чином цих ґрунтів.

Мерзлими називають всі види ґрунтів, якщо вони мають від’ємну температуру і містять лід.

До багатолітньомерзлих відносяться ґрунти, що знаходяться в безперервно мерзлому стані протягом більше 3 років. За існуючою класифікацією мерзлі ґрунти діляться на твердо мерзлі (що мають найбільшу механічну міцність), пластично-мерзлі які стискаються під навантаженням, сипуче мерзлі. Розробка розглянутих мерзлих ґрунтів вимагає певних витрат енергії. При цьому застосовуються три групи способів розробки; захист від замерзання, відтавання і механічне руйнування.

В районах з жарким кліматом нерідко доводитися мати справу із засоленими ґрунтами. Крім того пересушування і перезволоження ґрунтів в цих районах робить негативний вплив на виробництво робіт. При малій вогкості зв’язні (глинисті) ґрунти набувають велику міцність, незв'язні ґрунти знижують продуктивність машин через менше наповнення ковша, втрат при транспортуванні (бульдозером, скрепером). Перезволоження зв'язних ґрунтів викликає їх набухання, просіли збільшує в'язкість і внаслідок цього клейкість.