2.2. Класс природных дисперсных грунтов

Грунт дисперсный – грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Класс природных дисперсных грунтов – грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями подразделяют согласно табл. 2.7.

Таблица 2.7

II класс природных дисперсных грунтов (гост 25100-95)

Класс	Группа	Подгруппа	Тип		Вид	Разновидности
Дисперсные (с механическими и водно-коллоидными структурными связями)	Связные	Осадочные	Минеральные	Силикатные Карбонатные Железистые Полиминеральные	Глинистые грунты	Выделяются по: 1 гранулометрическому составу (крупнообломочные грунты и пески); 2 числу пластичности и гранулометрическому составу (тинистые 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); 7 коэффициенту водонасыщения (крупнообломочные грунты и пески); пески; 8. коэффициенту водонасыщения (пески) 9. степени плотности (пески)
			Органо-минеральные		Илы Сапропели Заторфованные грунты
			Органические		Торфы и др.

Окончание табл. 2.7

Класс	Группа	Подгруппа	Тип		Вид	Разновидности
	Несвязные	ООсадочные	Минеральные	Силикатные Карбонатные Полиминеральные	Пески Крупнообломочные грунты	10 коэффициенту выветрелости (крупнообломочные грунты); 11 коэффициенту истираемости (крупнообломочные грунты); 12 относительному содержанию органического вещества (пески и глинистые грунты) 13 степени разложения (торфы); 14 степени зольности (торфы); 15 степени засоленности; 16 относительной деформации пучения; 17 температуре

Примечание – Почвы (щебенистые, дресвяные, песчаные, глинистые, торфяные и др.) выделяются по совокупности признаков как соответствующий вид и разновидность грунта.

Природные дисперсные грунты делятся на группы (связные и несвязные), подгруппы (осадочные), типы (минеральные, органо-минеральные, органические), виды (глинистые, илы, сапропели, заторфованные грунты, торфы, пески, крупнообломочные грунты) и разновидности.

Крупнообломочные и песчаные грунты, в зависимости от гранулометрического состава, подразделяются согласно таблице 2.8 [2].

Таблица 2.8.

Разновидность грунтов	Размер зерен, частиц d, мм	Содержание зерен, частиц, % по массе
Крупнообломочные: - валунный (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый) - галечниковый (при неокатанных гранях – щебенистый) - гравийный (при неокатанных гранях – дресвяный) Пески: - гравелистый - крупный - средней крупности - мелкий - пылеватый	200 10 2 2 0,50 0,25 0,10 0,10	50 50 50 25 50 50 75 75

Примечание. При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % от общей массы воздушно-сухого грунта в наименование крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

По степени неоднородности гранулометрического состава С крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:

• однородный грунт С  3;

• неоднородный грунт С  3.

Крупнообломочные грунты содержат заполнитель, к которому относят частицы размером менее 2 мм. Свойства крупнообломочного грунта в значительной степени зависят от вида и количества заполнителя (песчаный или пылевато-глинистый), а также его состояния.

Вид заполнителя и характеристику его состояния необходимо указывать, если песчаного заполнителя содержится более 40 %, а пылевато-глинистого – более 30 % общей массы абсолютно сухого грунта.

Для установления вида заполнителя из крупнообломочного грунта удаляют частицы крупнее 2 мм. Определяют следующие характеристики заполнителя: влажность, плотность, а для пылевато-глинистого заполнителя – дополнительно число пластичности и показатель текучести.

Крупнообломочные и песчаные грунты подразделяются по степени влажности S (доле заполнения объема пор грунта водой) согласно табл. 2.9 [2]:

Таблица 2.9

Разновидность грунтов	Коэффициент водонасыщения S , д.е.
Малой степени водонасыщения Средней степени водонасыщения Насыщенные водой	0 – 0,50 0,50 – 0,80 0,80 – 1,00

Степень влажности S определяется по формуле

S = ,

где w – природная влажность грунта в долях единицы;

- плотность частиц грунта, г/см ;

- плотность воды, принимаемая равной 1 г/см ;

е – коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности.

По коэффициенту истираемости К и выветрелости К крупнообломочные грунты подразделяют согласно табл. 2.10, 2.11 [2]:

Таблица 2.10

Разновидность крупнообломочных грунтов	Коэффициент истираемости К , д.е.
Очень прочный Прочный Средней прочности Малопрочный Пониженной прочности	 0,10 0,10 – 0,20 0,20 – 0,30 0,30 – 0,40  0,40

Таблица 2.11

Разновидность крупнообломочных грунтов	Коэффициент выветрелости К , д.е.
Невыветрелый Слабовыветрелый Сильновыветрелый	0 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00

Пески по плотности сложения подразделяются на виды (табл. 2.12) в зависимости от значения коэффициента пористости е, определенного в лабораторных условиях по образцам, отобранным без нарушения природного сложения грунта или по величине сопротивления при зондировании [2].

Таблица 2.12

Вид песков	Плотность сложения
	плотные	средней плотности	рыхлые
По коэффициенту пористости е
Пески гравелистые, крупные и средней крупности Пески мелкие Пески пылеватые	е  0,55 е  0,6 е  0,6	0,55  е  0,7 0,6  е  0,75 0,6  е  0,8	е  0,7 е  0,75 е  0,8
По сопротивлению погружению конуса q , МПа (кгс/см2), при статическом зондировании
Пески крупные и средней крупности независимо от влажности Пески мелкие независимо от влажности Пески пылеватые: маловлажные и влажные водонасыщенные	q  15 (150) q  12 (120) q  10 (100) q  7 (70)	15 (150)  q  5 (50) 12 (120)  q  4 (40) 10 (100)  q  3 (30) 7 (70)  q  2 (20)	q  5 (50) q  4 (40) q  3 (30) q  2 (20)

Окончание табл. 2.12

Вид песков		Плотность сложения
		плотные		средней плотности	рыхлые
По условному динамическому сопротивлению погружению конуса q , МПпа (кгс/см2) при динамическом зондировании
Пески крупные и средней крупности независимо от влажности Пески мелкие: маловлажные и влажные водонасыщенные Пески пылеватые маловлажные и влажные	q  12,5 (125) q  11 (110) q  8,5 (85) q d > 8,5 (85)		12,5 (125)  q  3,5 (35) 11 (110)  q  3 (30) 8,5 (85)  q  2 (20) 8,5 (85)  q  2 (20)			q  3,5 (35) q  3 (30) q  2 (20) q  2 (20)

Пылевато-глинистые грунты характеризуются преобладанием в их составе пылеватых и глинистых частиц, что обусловливает их связность. В этой подгруппе выделяются следующие типы грунтов: супеси, суглинки, глины, лессовые грунты и илы в зависимости от числа пластичности Jp, вычисленного по формуле

Jp = W_L – Wp.

где W_L и Wp – влажности соответственно на границах текучести и раскатывания.

По числу пластичности I глинистые грунты подразделяют согласно таблице 2.13 [2].

Таблица 2.13

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности
Супесь Суглинок Глина	1 – 7 7 – 17  17

Примечание. Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

При наличии включений (частиц крупнее 2 мм) к указанным в таблице 2.14 типам грунтов должны прибавляться термины «с галькой» («со щебнем») или «с гравием» («с дресвой»), если содержание по массе включений составляет 15 – 20 %, и «галечниковые» («щебенистые») или «гравелистые» («дресвянистые»), если включений содержится более 25 до 50 % по массе [2].

Таблица 2.14

Разновидность глинистых грунтов	Содержание частиц крупнее 2 мм, % по массе
Супесь, суглинок, глина с галькой (щебнем) Супесь, суглинок, глина галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные)	15 – 25 25 – 50

По гранулометрическому составу и числу пластичности I глинистые группы подразделяются согласно табл. 2.15 [2].

Таблица 2.15

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности I	Содержание песчаных частиц (2 - 0,5 мм), % по массе
Супесь: песчанистая пылеватая Суглинок: легкий песчанистый легкий пылеватый тяжелый песчанистый тяжелый пылеватый Глина: легкая песчанистая легкая пылеватая тяжелая	1 – 7 1 – 7 7 – 12 7 – 12 12 – 17 12 – 17 17 – 27 17 – 27  27	 50  50  40  40  40  40  40  40 Не регламентируется

По показателю текучести I глинистые грунты подразделяются согласно табл. 2.16 [2].

Таблица 2.16

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести I
Супесь: твердая пластичная текучая	 0 0 – 1  1
Суглинки и глины: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие	 0 0 – 0,25 0,25 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00  1,00

В пылевато-глинистых грунтах выделяют просадочные грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку). Они характеризуются содержанием, как правило, более 50 % пылеватых частиц, преимущественно макропористой структурой, наличием солей, среди которых преобладают карбонаты кальция.

Выделение просадочных грунтов производят по относительной просадочности Е (табл. 2.17) [2]. Грунты относятся к просадочным при Е  0,01.

Таблица 2.17

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация просадочности Е , д.е.
Непросадочный Просадочный	 0,01  0,01

При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессовые грунты со степенью влажности S  0,8, для которых величина показателя I , определяемого по формуле I = , где е – коэффициент пористости грунта в естественном состоянии; е - коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести W и определенный по формуле е = , где - плотность частиц грунта, г/см - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

В пылевато-глинистых грунтах необходимо выделять набухающие грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.

Выделение набухающих грунтов производят по относительному набуханию без нагрузки Е . Грунты относятся к набухающим при Е  0,04, а при предварительной оценке при значении I  0,3.

Относительное набухание грунта Е в условиях свободного набухания определяется по формуле Е = , где h - высота образца после его свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения в результате замачивания до полного водонасыщения; h - начальная высота образца природной влажности.

Набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки подразделяются (табл. 2.18) [2].

Таблица 2.18

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация набухания без нагрузки Е , д.е.
Ненабухающий Слабонабухающий Средненабухающий Сильнонабухающий	 0,04 0,04 – 0,08 0,08 – 0,12  0,12

В зависимости от величины относительного набухания грунта в условиях свободного набухания назначается комплекс лабораторных и полевых исследований с целью определения характеристик набухающих грунтов.

Для расчетов деформаций набухания основания определяют относительное набухание Е при различных давлениях.

Набухающие грунты характеризуются величинами давления набухания , влажности набухания W и относительной усадке при высыхании Е .

За давление набухания принимается давление на образец грунта, замачиваемого и обжимаемого без возможности бокового расширения, при котором деформации набухания равны нулю.

За влажность набухания грунта W принимается влажность, полученная после завершения набухания образца грунта, обжимаемого без возможного бокового расширения заданным давлением.

Данные исследований песчаных и пылевато-глинистых грунтов должны содержать сведения о наличии примеси органических веществ. По относительному содержанию органического вещества I песчаные и пылевато-глинистые грунты подразделяются согласно табл. 2.19 [2].

Таблица 2.19

Разновидность грунтов	Относительное содержание органического вещества I , д.е.
	глинистые грунты	пески
Сильнозаторфованный Среднезаторфованный Слабозаторфованный С примесью органических веществ	0,50 – 0,40 0,40 – 0,25 0,25 – 0,10 0,10 – 0,05	- - - 0,10 – 0,03

Относительное содержание органических веществ в грунте определяется как отношение их массы в образце грунта, высушенного при температуре 100-105С, к массе образца.

По относительному содержанию органического вещества I сапропели подразделяют согласно табл. 2.20 [2].

Таблица 2.20

Разновидность сапропелей	Относительное содержание органического вещества I , д.е.
Минеральная Среднеминеральная Слабоминеральная	0,10 – 0,30 0,30 – 0,50  0,50

Степень разложения торфа D , (д.е.) – характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумифицированных остатков растений, к общей массе торфа.

По степени разложения D торфы подразделяют согласно табл. 2.21 [2].

Таблица 2.21

Разновидность торфов	Степень разложения D , %
Слаборазложившийся Среднеразложившийся Сильноразложившийся	 20 20 – 45  45

Степень зольности торфа D , (д.е.) – характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей массе в абсолютно сухом состоянии, подразделяют согласно табл. 2.22 [2].

Таблица 2.22

Разновидность торфов	Степень зольности D , д.е.
Нормальнозольный Высокозольный	 0,20  0,20

Торфы по условиям залегания подразделяются на открытые (низинные, верховые), погребенные и искусственно погребенные.

Среди крупнообломочных, песчаных и пылевато-глинистых грунтов должны выделяться засоленные грунты, в которых суммарное содержание легкорастворимых и среднерастворимых солей не менее величин, указанных в табл. 2.23 [2]:

Таблица 2.23

Разновидность грунтов	Количество воднорастворимых солей D , %
Незасоленный Засоленный	 2  2

По степени засоленности D дисперсные грунты подразделяются согласно табл. 2.24 [2]:

Таблица 2.24

Разновидность грунтов	Степень засоленности грунтов D , %
	Суглинок	Супесь	Песок	Крупнообломочный грунт
				Содержание песчаного заполнителя 40 % и более	Содержание заполнителя в виде суглинка 30 % и более	Содержание заполнителя в виде супеси 30 % и более
Незасоленный Слабозасоленный Среднезасоленный Сильнозасоленный Избыточнозасоленный	 10 10 – 15 15 – 20 20 – 25  25	 5 5 – 8 8 – 12 12 – 15  15	 3 3 – 7 7 – 10 10 – 15  15	 3 - - - -	 10 - - - -	 5 - - - -

По относительной деформации пучения Е грунты подразделяются согласно таблице 2.25 [2]:

Таблица 2.25

Разновидность грунтов	Относительная деформация пучения Е , д.е.	Характеристика грунтов
Практически непучинистый	 0,01	Глинистые при I  0 Пески гравелистые, крупные и средней крупности, пески мелкие и пылеватые при S  0,6, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм (независимо от значения S ). Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %

Окончание табл. 2.25

Разновидность грунтов	Относительная деформация пучения Е , д.е.	Характеристика грунтов
Слабопучинистый	0,01 – 0,035	Глинистые при 0  I  0,25 Пески пылеватые и мелкие при 0,6  S  0,8 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе
Среднепучинистый	0,035 – 0,07	Глинистые при 0,25  I  0,50 Пески пылеватые и мелкие при 0,80  S  0,95 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе
Сильнопучинистый и чрезмерно пучинистый	 0,07	Глинистые при I  0,50 Пески пылеватые и мелкие при S  0,95

По температуре t грунты подразделяют согласно табл. 2.26 [2]:

Таблица 2.26

Разновидность грунтов	Температура грунта t, С
Немерзлый (талый) Охлажденный	 0  0