8-2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
Грунт, служащий естественным основанием фундаментов инженерных сооружений, отличается от строительных материалов тем, что представляет собой не сплошное, а раздробленное тело. В общем случае грунт состоит из трех элементов: минеральных частиц, образующих скелет грунта; воды, заполняющей частично или целиком поры между твердыми частицами грунта; воздуха, заполняющего часть пор.
В строительной практике при определении гранулометрического состава грунтов принята следующая классификация минеральных частиц по крупности в мм:
Валунные (при неокатанных гранях глыбовые) более 200
Галечниковые (при неокатанных гранях щебенистые) 10—200
Гравийные (при неокатанных гранях дресвяные) . . 2—10
Песчаные .. 0,05—2
Пылеватые ... 0,005—0,05
Глинистые . менее 0,005
Вода, находящаяся в грунте, разделяется на кристаллизационную, связанную и свободную воду. Кристаллизационная вода входит в состав кристаллических решеток частиц и практически не влияет на свойства грунта. Связанная вода молекулярно связана с минеральными частицами, она оказывает существенное влияние на свойства глинистых грунтов. Свободная вода состоит из капиллярной воды и так называемой гравитационной, заполняющей поры и подчиняющейся законам гидростатики.
Воздух в порах может сообщаться с атмосферой или быть изолированным от нее, в последнем случае он называется защепленным и оказывает влияние на упругие свойства грунта.
Основными физическими характеристиками грунта являются: а) удельный вес грунта кН/м3 — вес единицы объема минеральных частиц при отсутствии пор; б) объемный вес грунта γ, кН/м3 — вес единицы объема грунта в условиях естественного природного залегания при сохранении естественной пористости и влажности грунта ненарушенной структуры; в) весовая влажность грунта W (в долях единицы или в процентах) — отношение веса воды, находящейся в порах грунта, к весу грунта в абсолютно сухом состоянии; г) консистенция JL, по которой производится оценка свойств насыщенных водой глинистых грунтов.
Различают влажность на границе текучести WL, при незначительном увеличении которой грунт переходит в текучее состояние, и влажность на границе раскатывания Wр, при незначительном уменьшении которой грунт переходит в полутвердое состояние.
Числом пластичности называется разность
(8-2)
Указанные характеристики грунта являются основными, устанавливаемыми в лаборатории; по этим характеристикам получают ряд производных показателей состояния грунта.
На линиях электропередачи практически встречаются все виды грунтов от скальных до глинистых. В соответствии с номенклатурой, принятой строительными нормами и правилами, грунты подразделяются на: скальные — изверженные метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива; крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм; песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур диаметром 3 мм или число пластичности его JР<0,01); глинистые — связные грунты, для которых число пластичности Jр 0,01.
Крупнообломочные грунты в зависимости от гранулометрического состава подразделяются на: валунные (при преобладании неокатанных частиц глыбовые) — вес частиц крупнее 200 мм составляет более 50%; галечниковые (при преобладании неокатанных частиц щебенистые) — вес частиц крупнее 10 мм составляет более 50%; гравийные (при преобладании неокатанных частиц дресвяные) — вес частиц крупнее 2 мм составляет более 50%.
Песчаные грунты подразделяются на: песок гравелистый — вес частиц крупнее 2 мм составляет более 25%, песок крупный — вес частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50%, песок средней крупности — вес частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50%, песок мелкий — вес частиц крупнее 0,1 мм составляет 75% и более и песок пылеватый — вес частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75%.
Неоднородность гранулометрического состава песчаных грунтов определяется степенью неоднородности
Для расчета свайных фундаментов необходимо знать сопротивление сдвигу на боковой поверхности сваи f. Значения нормативных сопротивлений на боковой поверхности свай fн и нормативных сопротивлений в плоскости острия свай Rн даны в § 8-6, а указания по определению расчетных давлений R на основание в § 8-3.
