СССР МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ГЛАВТРАНСПРОЕКТ СОЮЗДОРПРОЕКТ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Москва, 1981 г. СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕВ Методических рекомендациях приведены краткие указания по получению исходной инженерно-геологической информации, необходимой для проектирования земляного полотна автомобильных дорог. Приведенные в «Рекомендациях» табличные дачные могут быть использованы для ориентировочных расчетов при предварительной оценке устойчивости земляного полотна. Рекомендации составлены главным специалистом дорожного отдела ГПИ «Союздорпроект» к.т.н. Браславским В.Д. и главным специалистом технического отдела Смирновым В.С. Замечания, возникшие при пользовании работой, просим направлять по адресу: Москва, Ж-89, наб. Мориса Тореза, д. 34, Союздорпроект.
1. Общие указанияДля проектирования земляного полотна автомобильной дороги надо знать: 1. Климатическую дорожную зону; 2. Расчетную высоту снегового покрова; 3. Тип местности по характеру увлажнения; 4. Состав и свойства грунтов: а) основания земляного полотна, б) откосов выемок, в) резервов; 5. Расчетный уровень грунтовых вод; 6. Крутизну естественных склонов и устойчивых искусственных откосов. Климатическую зону и тип местности по характеру увлажнения устанавливают по СН-449-72 («Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог») в соответствии с данными полевых изыскательских работ. Прочие данные выдаются геологам на основании обработки материалов инженерно-геологических изысканий, которые выполняются в соответствии с «Методическими указаниями по инженерно-геологическим изысканиям автомобильных дорог» (Союздорпроект, 1979 г.). При этом необходимо учитывать следующее: проектирование земляного полотна в соответствии с СНиП II-Д.5-72 может быть двух видов: а) использование решений по типовым проектам - при благоприятных инженерно-геологических условиях, высоте насыпей и глубине выемок менее 12-ти метров; б) индивидуальное проектирование - во всех других случаях. Наиболее широко применяется проектирование по типовым проектам, поскольку трассирование автомобильных дорог предусматривает их проложение по возможно более прочным грунтам с минимальным объемом земляных работ. При подобном проектировании нет необходимости в выполнении расчетов, определяющих параметры земляного полотна и обосновывающие специальные мероприятия по обеспечению его устойчивости, поэтому целью отбора образцов является получение таких характеристик грунтов, которых было бы достаточно: а) для отнесения грунтов к тому или иному виду в соответствии с действующими нормативными документами; б) для суждения о естественной и оптимальной влажности и плотности грунтов, применяемых для возведения насыпей и слагающих дно выемок. Для решения первой задачи достаточно знать гранулометрический состав грунта и число пластичности, для решения второй задачи, кроме этого, нужны данные о естественной и оптимальной влажности и плотности. Кроме этого для песчаных грунтов определяют коэффициент фильтрации, необходимый для суждения об их дренирующих свойствах. Особое внимание должно уделяться местам индивидуального проектирования земляного полотна. Индивидуальное проектирование земляного полотна осуществляется для насыпей и выемок, высота и глубина которых превышает 12 метров, а также в тех случаях, когда устойчивость земляного полотна вызывает сомнение из-за неблагоприятных инженерно-геологических условий (например - слабые основания насыпей, мокрые выемки, оползневые склоны и др.). При этом решается задача обеспечения устойчивости: а) основания земляного полотна; б) откосов насыпей; в) откосов выемок; г) естественных склонов. Для решения этих задач кроме показателей состава и состояния грунтов, нужно иметь данные о сопротивлении грунтов сдвигу, а для расчета устойчивости основания кроме этого компрессионные и консолидационные характеристики. 2. Глинистые и песчаные грунтыПри предварительных (предпроектных) проработках в случае отсутствия или недостаточного количества лабораторных данных для получения характеристик физических свойств глинистых и песчаных грунтов могут быть использованы данные, помещенные в таблицах 1-7. В таблице 1 приведена математическая зависимость между физическими свойствами грунтов, которая может быть использована для получения недостающих при расчете данных по величине объемного и удельного веса, пористости и влажности. Значения удельного веса наиболее распространенных грунтов могут быть взяты также из таблицы 2. Нужная для подсчета осадки величины модуля деформации для обычных грунтов может быть получена из таблиц 3 и 4, где она дана в зависимости от коэффициента пористости песчаных грунтов, коэффициента пористости и показателя консистенции глинистых грунтов. Таблица 1Математическая зависимость физико-механических свойств грунтов.
Таблица 2Удельный вес грунтов (справочник инженера-дорожника 1979 г.)
Таблица 3Нормативные значения модулей деформации Е, кгс/см2,
песчаных грунтов
|
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости ε равным |
||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
|
Пески гравелистые и крупные |
500 |
400 |
300 |
- |
Пески средней крупности |
500 |
400 |
300 |
- |
Пески мелкие |
480 |
380 |
280 |
180 |
Пески пылеватые |
390 |
230 |
180 |
110 |
Виды глинистых грунтов и пределы их консистенции |
Модули деформации грунтов Е кг/см2 при коэффициенте пористости Е, равным |
|||||||||||||
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
||||
Четвертичные отложения |
Аллювиальные Делювиальные Озерные Озерно-аллювиальные |
Супеси Суглинки |
0 ≤ Jz ≤ 0,75 |
- |
320 |
240 |
150 |
100 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
- |
340 |
270 |
220 |
170 |
140 |
110 |
- |
- |
- |
- |
|||
0,25 < Jz ≤ 0,5 |
- |
320 |
250 |
190 |
140 |
110 |
80 |
- |
- |
- |
- |
|||
0,5 < Jz ≤ 0,75 |
- |
- |
- |
170 |
120 |
80 |
60 |
50 |
- |
- |
- |
|||
Глины |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
- |
- |
280 |
240 |
210 |
150 |
150 |
120 |
- |
- |
- |
||
0,25 < Jz ≤ 0,5 |
- |
- |
- |
210 |
180 |
150 |
120 |
90 |
- |
- |
- |
|||
0,5 < Jz ≤ 0,75 |
- |
- |
- |
- |
150 |
120 |
90 |
70 |
- |
- |
- |
|||
Флювиогляциальные |
Супеси Суглинки |
0 ≤ Jz ≤ 0,75 |
- |
320 |
240 |
170 |
110 |
70 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
- |
400 |
330 |
270 |
210 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|||
0,25 < Jz ≤ 0,5 |
- |
350 |
280 |
220 |
170 |
140 |
- |
- |
- |
- |
- |
|||
0,5 < Jz ≤ 0,75 |
- |
- |
- |
170 |
180 |
100 |
70 |
- |
- |
- |
- |
|||
Моренные |
Супеси Суглинки |
Jz ≤ 0,5 |
750 |
550 |
450 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Юрские отложения оксфордского яруса |
Глины |
-0,25 ≤ Jz ≤ 0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
270 |
250 |
220 |
- |
- |
|
0 < Jz ≤ 0,25 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
240 |
220 |
190 |
150 |
- |
|||
0,25 < Jz ≤ 0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
100 |
120 |
100 |
Необходимыми параметрами при расчетах устойчивости земляного полотна являются значения угла внутреннего трения (φ) и сцепления (c). Нормативные значения этих величин для обычных глинистых грунтов в зависимости от коэффициента пористости и показателя консистенции могут быть взяты из таблицы 6, для песчаных грунтов в зависимости от их пористости из таблицы 5 и намываемых песчаных и гравийных грунтов в зависимости от объемного веса из таблицы 7.
Обозначения характеристик грунтов |
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости, равным |
||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
||
Пески гравелистые и крупные |
Сн |
0,02 |
0,01 |
- |
- |
φн |
40° |
40° |
38° |
- |
|
Пески средней крупности |
Сн |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
- |
φн |
40° |
38º |
35° |
- |
|
Пески мелкие |
Сн |
0,06 |
0,04 |
0,02 |
- |
φн |
38º |
36° |
32° |
28° |
|
Пески пылеватые |
Сн |
0,08 |
0,06 |
0,04 |
0,02 |
φн |
36° |
34° |
30° |
26° |
Обозначения характеристик |
Характеристика грунтов при коэффициенте пористости |
||||||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
|||
Супеси |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
Сн |
0,15 |
0,11 |
0,08 |
- |
- |
- |
- |
φн |
30° |
29° |
27° |
- |
- |
- |
- |
||
0,25 ≤ Jz ≤ 0,75 |
Сн |
0,13 |
0,09 |
0,06 |
0,03 |
- |
- |
- |
|
φн |
28° |
26° |
24° |
21° |
- |
- |
- |
||
Суглинки |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
Сн |
0,47 |
0,37 |
0,31 |
0,25 |
0,22 |
0,19 |
- |
φн |
26° |
25° |
24° |
23° |
22° |
20° |
- |
||
0,25 ≤ Jz ≤ 0,5 |
Сн |
0,39 |
0,34 |
0,28 |
0,23 |
0,18 |
0,15 |
- |
|
φн |
24° |
23° |
22° |
21° |
13° |
17° |
- |
||
0,5 ≤ Jz ≤ 0,75 |
Сн |
- |
- |
0,25 |
0,20 |
0,16 |
0,14 |
0,12 |
|
φн |
19° |
18° |
16° |
14° |
12° |
||||
Глины |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
Сн |
- |
0,81 |
0,68 |
0,54 |
0,47 |
0,41 |
0,36 |
φн |
21° |
20° |
19° |
18° |
16° |
14° |
|||
0,25 ≤ Jz ≤ 0,5 |
Сн |
- |
- |
0,57 |
0,50 |
0,43 |
0,37 |
0,32 |
|
φн |
18° |
17° |
16° |
14° |
11° |
||||
0,5 ≤ Jz ≤ 0,75 |
Сн |
- |
- |
0,45 |
0,41 |
0,36 |
0,33 |
0,29 |
|
φн |
15° |
14° |
12° |
10° |
7º |
Характеристика песчаных грунтов в табл. 5 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащими не более 20 % полевого шпата и не более 5 % в сумме различных примесей (слюда, глауконит и т.д.), включая растительные остатки независимо от степени влажности.
Характеристики глинистых грунтов в табл. 6 относятся к грунтам, содержащим не более 5 % растительных остатков и имеющих степень влажности G ≥ 0,8.
Объемный вес скелета грунта γск, т/м3 |
Угол внутреннего трения φ, град. |
Коэффициент фильтрации Кф, м/сут. |
|
Песок пылеватый |
1,4-1,5 |
24-28 |
0,5-5 |
Песок мелкий и средний |
1,45-1,6 |
29-34 |
5-30 |
Песок крупный |
1,55-1,65 |
30-34 |
15-35 |
Песок гравелистый |
1,6-1,75 |
32-35 |
20-50 |
Гравийный (щебенистый) грунт с содержанием песчаных фракций менее 30 % |
1,7-1,9 |
35-40 |
более 50 |
К слабым грунтам относятся связные грунты, сопротивляемость сдвигу которых, определяемая в природном состоянии с помощью приборов лопастного сдвига (крыльчаток), не превышает 0,75 кг/см2 или модуль осадки при нагрузке 2,5 кг/см2 оказывается более 50 мм (компрессионный модуль деформации Е < 50 кг/см2). При статическом зондировании конусным наконечником к слабым относятся грунты с удельным сопротивлением менее 0,85 кг/см2, при стандартном конусе, с углом раскрытия 30°.
К числу слабых могут относиться и обычные глинистые грунты различного генезиса и возраста, имеющие в природном состоянии повышенную влажность (показатель консистенций Jz ≥ 0,5).
В зависимости от состава, генезиса и состояния слабые грунты подразделяются на:
- группы по содержанию органических веществ;
- виды по генезису;
- подвиды по особенностям состояния (плотности и влажности). Среди слабых грунтов наиболее широким распространением пользуется торф.
Значения показателей механических свойств торфяных грунтов можно установить по основным показателям состава и состояния по таблицам 8 и 9.
К слабым грунтам органо-минерального происхождения относятся сапропели, представляющие собой отложения на дне озер, образовавшиеся в результате отмирания растительных и животных организмов и оседания минеральных частиц, заносимых водой и ветром.
Механические свойства сапропелей зависят от их структурных особенностей, плотности и влажности в естественном залегании. Значения показателей механических свойств сапропелевых грунтов можно установить, ориентировочно, по таблице 10.
Болотный мергель - рыхлая осадочная порода, образовавшаяся в озерно-болотных условиях при поступлении воды, содержащей в растворенном виде углекислый кальций, который выпадает в осадок при испарении воды. Мергель содержит 25-50 % карбоната кальция. Остальная часть состоит из минеральных песчаных, глинистых, илистых частиц и растительных остатков.
В зависимости от величины природной влажности механические свойства болотного мергеля могут быть определены по таблице 11.
Илы - это глинистые грунты в начальной стадии формирования, образовавшиеся в виде структурного осадка в воде при наличии микробиологических процессов и имеющие в природном сложении влажность, превышающую влажность на границе текучести и коэффициент пористости больший 0,9 для супесей, 1,0 для суглинков и 1,5 для глин.
Механические свойства илов определяются в основном их составом и состоянием. Поэтому ориентировочные значения физико-механических характеристик для илов можно устанавливать независимо от их вида, учитывая только их состав и состояния по таблице 12.
Вид |
Подгруппа |
Сопротивляемость сдвигу по крыльчатке Сусл. кгс/см2 |
Сжимаемость |
|
|||||||
Наименование |
Природная влажность w |
Степень разложения R, % |
Степень волокнистости Ф, % |
Модуль деформации Е, кгс/см2 при нагрузке Р |
Модуль осадки Сг мм/м при нагрузке Р кгс/см2 |
||||||
в природном залегании |
после уплотнения под Р Р = 0,5 кгс/см2 |
||||||||||
0,5 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
|
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Осушенный (или уплотненный) |
< 25 |
> 75 |
м3 |
0,49 |
2,50 |
> 2,5 |
> 3,3 |
200 (< 100) |
300 (< 200) |
|
|
с3 |
0,42 |
1,72 |
|
||||||||
< 300 |
25-40 |
75-60 |
м3 |
0,30 |
1,25 |
|
|||||
с3 |
0,33 |
1,05 |
|
||||||||
> 40 |
< 60 |
м3 |
0,19 |
0,80 |
|
||||||
с3 |
0,26 |
0,73 |
|
||||||||
Маловлажный |
< 25 |
> 75 |
м3 |
0,49-0,26 |
2,5-1,36 |
2,5-1,5 |
3,3-2,3 |
200-350 (100-250) |
300-430 (200-370) |
|
|
с3 |
0,42-0,22 |
1,72-0,90 |
|
||||||||
25-40 |
75-60 |
м3 |
0,33-0,17 |
1,25-0,60 |
|
||||||
с3 |
0,33-0,16 |
1,05-0,56 |
|
||||||||
> 40 |
< 60 |
м3 |
0,19-0,08 |
0,80-0,36 |
|
||||||
с3 |
0,26-0,13 |
0,73-0,36 |
|
||||||||
Средней влажности |
600-900 |
< 25 |
> 75 |
м3 |
0,26-0,16 |
1,36-0,87 |
1,5-1,1 |
2,3-1,90 |
350-450 250-400 |
420-530 370-500 |
|
с3 |
0,22-0,16 |
0,90-0,66 |
|
||||||||
25-40 |
75-60 |
м3 |
0,17-0,10 |
0,60-0,42 |
|
||||||
с3 |
0,16-0,11 |
0,56-0,35 |
|
||||||||
> 40 |
< 60 |
м3 |
0,08-0,05 |
0,36-0,21 |
|
||||||
с3 |
0,13-0,08 |
0,36-0,22 |
|
||||||||
Очень влажный |
900-1200 |
< 25 |
> 75 |
м3 |
0,16-0,11 |
0,87-0,62 |
1,1-0,90 |
1,90-1,70 |
450-55 (400-470) |
530-600 (500-550) |
|
с3 |
0,16-0,11 |
0,62-0,46 |
|
||||||||
25-40 |
75-60 |
м3 |
0,10-0,06 |
0,42-0,28 |
|
||||||
с3 |
- |
- |
|
||||||||
> 40 |
< 60 |
м3 |
0,05-0,03 |
0,21-0,15 |
|
||||||
с3 |
- |
- |
|
||||||||
Избыточно-влажный |
< 25 |
> 75 |
м3 |
0,11-0,07 |
0,62-0,38 |
0,90-0,85 |
1,70-1,50 |
550-600 (470-490) |
600-650 (550-570) |
|
|
с3 |
0,11-0,06 |
0,46-0,20 |
|
||||||||
25-40 |
75-60 |
м3 |
- |
- |
|
||||||
с3 |
- |
- |
|
||||||||
> 40 |
< 60 |
м3 |
- |
- |
|
||||||
с3 |
- |
- |
|
Степень разложенности |
Зольность |
φ |
С, кг/см2 |
|
Гипново-тростниковый |
47 |
13 |
19 |
0,57 |
-«- |
77 |
11 |
10 |
0,43 |
Древесный |
77 |
14 |
17°30′ |
0,59 |
-«- |
55 |
2 |
20 |
0,27 |
Древесно-осоковый |
60 |
22 |
15 |
0,32 |
Осоковый |
80 |
11 |
28 |
0,25 |
Осоково-древесный |
85 |
11 |
25 |
0,29 |
Сфагново-моховой |
30 |
3 |
22 |
0,10 |
Тростниковый |
40 |
9 |
20°30′ |
0,50 |
Травяно-древесный |
70 |
17 |
14 |
0,78 |
Сопротивляемость сдвигу по крыльчатке, кгс/см2 |
Сжимаемость |
|
||||||
Наименование |
Содержание органических веществ, % |
Наименование |
Природная влажность w, % |
|||||
в природном залегании |
после уплотнения нагрузкой Р = 0,5 кгс/см2 |
модуль деформации Е кгс/см2 при нагрузке 0,5 кг/см2 |
модуль осадки мм/м при нагрузке Р = 0,5 кгс/см2 |
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Органический |
> 60 (40 %) |
Маловлажный средней влажности, сильно влажный |
< 350 |
> 0,1 |
> 0,15 |
> 3,0 |
< 150 |
|
350-600 |
0,14-0,09 |
0,21-0,14 |
3,0-1,0 |
150-400 |
|
|||
600-1200 |
0,17-0,06 |
0,25-0,09 |
< 1,0 |
> 400 |
|
|||
Избыточно-влажный (жидкий) |
> 1200 |
0,01 |
< 0,03 |
- |
- |
|
||
Органо-минеральный |
10-60 (40 < z < 90) |
Маловлажный |
> 150 |
> 0,15 |
> 0,23 |
> 5,0 |
< 100 |
|
Средней влажности |
150-400 |
0,17-0,09 |
0,25-0,14 |
5,0-2,0 |
100-250 |
|
||
Сильно влажный |
400-900 |
0,12-0,06 |
0,18-0,09 |
< 2,0 |
> 250 |
|
||
Избыточно влажный |
> 900 |
< 0,01 |
< 0,03 |
- |
- |
|
Примечание: Величины показателей механических свойств внутри разновидности при промежуточных значениях влажности определяются интерполяцией.
Содержание CaCO3, % |
Сопротивляемость сдвигу по крыльчатке Сусл. кгс/см2 |
Сжимаемость |
|
||||
Наименование |
Влажность w % |
Модуль деформации Е при нагр. Р = 0,5 кгс/см2 |
Модуль осадки при Р = 0,5 кгс/см2 |
||||
в природном состоянии |
после уплот. под нагр. Р = 0,5 кг/см2 |
|
|||||
Маловлажный |
< 100 |
> 0,2 |
> 0,3 |
> 1,25 |
< 400 |
|
|
Средней влажности |
100-300 |
25-50 |
0,2-0,1 |
0,3-0,15 |
< 1,25 |
> 400 |
|
Очень влажный |
> 300 |
< 0,1 |
< 0,15 |
- |
- |
|
Число пластичности wo |
Сопротивляемость сдвигу по крыльчатке кгс/см2 |
Модуль деформации кгс/см2 Е |
|||||||||
при коэффициенте консистенции B |
|||||||||||
0,5-1 |
1-1,5 |
1,5-2 |
2-2,5 |
2,5-3 |
0,75-1 |
1-1,5 |
1,5-2 |
2-2,5 |
2,5-3 |
||
Супесчаный |
3-5 |
0,4-0,35 |
0,35-0,26 |
0,26-0,21 |
0,21-0,18 |
0,18-0,17 |
46-44 |
44-39 |
39-36 |
36-33 |
33-31 |
42-40 |
40-36 |
36-33 |
33-31 |
31-29 |
|||||||
Суглинистый |
< 11 |
16-14 |
14-12 |
12-11 |
11-10,5 |
10,5-10 |
|||||
12-13 |
0,3-0,27 |
0,27-0,22 |
0,22-0,17 |
0,17-0,13 |
0,13-0,11 |
19-16 |
16-13 |
13-12 |
12-10,5 |
10,5-9,5 |
|
26-23 |
23-18 |
18-14 |
14-11 |
11-8 |
|||||||
> 14 |
50-40 |
40-25 |
25-18 |
18-11 |
11-6 |
||||||
Глинистый |
≤ 26 |
0,14-0,13 |
0,13-0,11 |
0,11-0,09 |
0,09-0,08 |
- |
13-12 |
12-9 |
9-5 |
5-3 |
- |
30 |
0,2-0,16 |
0,16-0,12 |
0,12-0,1 |
- |
- |
14-8 |
8-5 |
5-3,5 |
3,5-3 |
- |
|
35 |
0,3-0,21 |
0,21-0,08 |
0,08-0,02 |
- |
- |
10-6,5 |
6,6-4 |
4-3,2 |
3,2-3 |
- |
|
≥ 45 |
0,32-0,24 |
0,24-0,14 |
0,14-0,12 |
- |
- |
4,5-4 |
4-3,5 |
3,5-3 |
3-2,5 |
- |
Особую разновидность минеральных слабых грунтов представляют собой грунты мокрых солончаков.
Основные характеристики механических свойств мокрых солончаков при одном и том же составе, отражаемом числом пластичности, хорошо увязываются с показателем консистенции. Независимо от содержания солей грунты мокрых солончаков делятся на пять разновидностей.
Механические характеристики грунтов мокрых солончаков можно установить по таблице 13.
Разновидность мокрых солончаков (по показателю консистенции) |
Вид грунтов мокрых солончаков (по пластичности) |
Сцепление С, кг/см2 |
Угол внутреннего трения, град. |
Модуль деформации Е при Р = 0,5 кг/см2 |
I (0,5-0,75) |
супесчаный |
0,7-0,4 |
35-25 |
46-32 |
суглинистый |
0,4-0,25 |
25-17 |
25-16 |
|
II (0,75-1,0) |
супесчаный |
0,4-0,2 |
25-18 |
32-25 |
суглинистый |
0,25-0,15 |
17-13 |
16-13 |
|
III (1-1,5) |
супесчаный |
0,2-0,1 |
13-7 |
13-9 |
суглинистый |
0,15-0,05 |
10-8 |
19-16 |
|
IV (1,5-2) |
супесчаный |
0,1-0 |
10-8 |
19-16 |
суглинистый |
0,05-0 |
7-5 |
9-8 |
|
V (2) |
супесчаный |
0 |
8 |
16 |
суглинистый |
0 |
5 |
8 |
К супесчаному относить грунты при 1 ≤ wп < 7, к суглинистому - при 7 ≤ wп < 17.
К переувлажненным глинистым грунтам относятся грунты, имеющие влажность соответствующую мягкопластичной консистенции (B > 0,5) и выше.
Ориентировочные значения механических характеристик переувлажненных грунтов помещены в таблице 14.
Вид (по пластичности) |
Показатели механических свойств |
Объемный вес влажного грунта, γw т/м3 |
||||
Наименование |
Показатель консистенции |
сцепление С кг/см2 |
угол внутреннего трения, φ град. |
модуль деформации, Е кгс/см2 |
||
Мягкопластичный |
0,5-0,75 |
супесь |
0,05 |
20 |
380 |
1,90 |
суглинок |
0,15 |
17 |
190 |
1,90 |
||
глина |
0,20 |
14 |
20 |
1,95 |
||
Текучепластичный |
0,75-1,0 |
супесь |
0,02 |
до 13 |
190 |
1,85 |
суглинок |
0,10 |
13 |
125 |
1,85 |
||
глина |
0,10 |
8 |
30 |
1,90 |
||
Текучий |
1,0 |
супесь |
0,00 |
14 |
125 |
1,85 |
суглинок |
0,05 |
10 |
60 |
1,80 |
||
глина |
0,05 |
6 |
30 |
1,80 |
Примечание. К супеси относятся грунты при 1 ≤ wп < 7, к суглинку при 7 ≤ wп < 17, к глине при wп > 17 (wп - число пластичности).
В разделе представлены числовые значения показателей физико-механических свойств скальных грунтов. К ним относятся показатели сопротивляемости сдвигу, величин сцепления, удельные и объемные веса. Величины этих показателей зависят от происхождения минералогического и петрографического составов скальных грунтов степени их трещиноватости и выветрелости.
Сложность определения различных показателей физико-механических свойств скальных грунтов в лабораторных и полевых условиях часто затрудняет получение этих данных своевременно и в достаточном объеме. В таких случаях можно для ориентировочных расчетов использовать данные, помещенные в таблицах 15-18.
Наименование пород |
Предел прочности в кг/см2 |
||
в сухом состоянии |
в насыщенном водой |
||
1 |
Базальт (волынский) |
3158 |
2610 |
2 |
Граниты: кавказские |
2280 |
2180 |
уральские |
1470 |
1330 |
|
3 |
Порфиры |
1719 |
1573 |
4 |
Туфы и лавы Кавказа |
800 |
650 |
5 |
Песчаники: Московский (нижний мел) |
1850 |
1630 |
Нижнее Поволжье (нижнетретичный) |
520 |
470 |
|
6 |
Мергель (верхний карбон) |
92 |
- |
7 |
Глинистый мергель (верхний карбон) |
25 |
- |
№№ пп |
Наименование грунта |
R, кг/см2 |
1 |
Щебенистый (галечниковый) с песчаным заполнителем пор |
6,0 |
2 |
Дресвяный (гравийный) из обломков кристаллических пород |
5,0 |
3 |
Дресвяный (гравийный) из обломков осадочных пород |
3,0 |
Сдвигаемое тело |
Контртело |
Угол трения при сдвиге плитки по плитке, или по трещине или повторный сдвиг, град. |
Угол трения при срезе, φ град. |
||
поверхность сдвига |
|||||
гладкая |
шероховатая |
||||
сухая |
смочен. водой |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Гранит |
Гранит |
34 |
33 |
32 |
- |
Гранит биотитовый |
Гранит биотитовый |
26,5 (19-31) |
49 |
- |
- |
Сиениты и порфиры |
Сиениты и порфиры |
- |
22-31 |
- |
35 |
Сланцы хлоритовые зеленые |
Сланцы хлоритовые |
- |
33 |
- |
37 |
Сланцы филлитовые |
Сланцы филлитовые |
- |
34 |
- |
- |
Сланец глинистый |
Сланец глинистый |
- |
13 |
10 |
- |
Известняк |
Известняк |
- |
19-25 |
31-35 |
- |
Известняк |
Известняк |
- |
33 |
28 |
- |
Известняк |
Известняк |
- |
18-20 |
- |
24-27 |
Мергель |
Мергель |
- |
16 |
14 |
- |
Песчаники |
Песчаники |
- |
26-31 |
- |
36 |
Алевролиты |
Алевролиты |
- |
23-28 |
- |
33 |
Аргиллиты |
Аргиллиты |
- |
19-26 |
- |
27-30 |
Серпентинит |
Серпентинит (свежая плитка) |
- |
27,5-29 до 14,5 |
- |
- |
То же |
То же (повторный сдвиг) |
- |
15,5 |
- |
- |
Бетон |
Серпентинит |
- |
33 |
- |
- |
Бетон |
Бентонитовая глина |
- |
23 |
- |
33 |
Бетон |
Бетон |
- |
28-33 |
17-33 |
35 |
Крепкие породы
Объемный вес γ, т/м3 |
Удельный вес γо, т/м3 |
Влажность w % |
Сцепление в образце C, кг/см2 |
Угол внутреннего трения φ, град. |
Размер элементарного блока, см |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Изверженные |
||||||
Гранитоиды |
2,62 |
425 |
36,5 |
|||
Кварцевые |
||||||
Порфиры |
2,56 |
2,65 |
0,36 |
395 |
37 |
40 |
Сиениты |
2,76 |
0,37 |
363 |
37 |
40 |
|
Гранодиориты |
2,63 |
2,78 |
0,39 |
560 |
32 |
50 |
Порфириты |
3,02 |
0,50 |
365 |
33 |
45 |
|
Габбро-диориты |
2,70 |
373 |
35,5 |
|||
Габбро |
3,11 |
300 |
36 |
|||
Габбро-диабазы |
2,86 |
353 |
32 |
80 |
||
Диабазы |
2,95 |
460 |
30 |
|||
Перидотиты |
2,80 |
323 |
36 |
70 |
||
Пироксениты |
3,23 |
350 |
35,5 |
|||
Метаморфические и осадочные |
||||||
Кварциты |
2,64 |
2,84 |
0,50 |
350-700 |
36 |
50-70 |
Джеспилиты |
3,43 |
360 |
36 |
40 |
||
Роговики |
2,58 |
305 |
35 |
40 |
||
Роговики гидрогематитовые |
3,17 |
300 |
32 |
40 |
||
Сланцы кремнисто-глинистые |
2,82 |
0,24 |
380 |
33,5 |
30 |
|
Сланцы кварцево-хлорито-серицитовые |
2,73 |
210 |
33 |
30 |
||
Филлиты, туффиты |
2,87 |
300 |
28 |
40 |
||
Серпентиниты |
2,7-3,1 |
0,40 |
230-300 |
35 |
60-100 |
|
Скварны |
2,75 |
0,28 |
587 |
31 |
40-50 |
|
Кварцевые песчаники |
2,50 |
2,65 |
2,50 |
250 |
35 |
50-150 |
Известняки |
2,70 |
2,77 |
0,14 |
220 |
33 |
30-100 |
Породы средней крепости
Продолж. таблицы 18
Наименование горных пород |
Объемный вес γ, т/м3 |
Удельный вес γо, т/м3 |
Влажность w % |
Сцепление в образце C, кг/см2 |
Угол внутреннего трения φ, град. |
Размер элементарного блока, см |
Изверженные слабовыветрелые |
||||||
Гранитоиды |
2,56 |
220 |
36,5 |
30-50 |
||
Кварцевые порфиры |
2,50 |
2,64 |
0,20 |
227 |
34 |
30-50 |
Сиениты, сиенито-диориты, диориты |
2,50 |
2,66 |
1,00 |
205 |
32 |
30-50 |
Гранодиориты, гранодиоритпорфиры |
2,57 |
2,75 |
1,05 |
285 |
36,5 |
50 |
Порфириты |
3,00 |
260 |
37 |
|||
Габбро-дифиты |
3,00 |
210 |
36 |
|||
Габбро |
2,83 |
275 |
35 |
|||
Габбро-диабазы |
2,98 |
260 |
36,5 |
|||
Диабазы |
2,75 |
200-260 |
36-37 |
|||
Сиениты |
240 |
36 |
70 |
|||
Изверженные выветрелые |
||||||
Сиениты-дифиты |
120 |
32 |
||||
Кератофиры |
165 |
33 |
||||
Гранодиоритпорфиры |
2,40 |
2,74 |
0,90 |
180 |
36 |
30-50 |
Порфириты |
170 |
31 |
||||
Габбро-дифиты |
2,66 |
180 |
36 |
|||
Диабазы |
70 |
34 |
Породы средней крепости
Продолж. таблицы 18
Наименование горных пород |
Объемный вес γ, т/м3 |
Удельный вес γ, т/м3 |
Влажность w % |
Сцепление в образце С, кг/см2 |
Угол внутреннего трения, φ, град. |
Размер элементарного структурного блока, см |
Метаморфические |
||||||
Кварциты |
2,61 |
2,78 |
0,40 |
165 |
34 |
50-70 |
Кварциты каолинизированные |
2,24 |
2,59 |
0,94 |
48 |
30 |
20-30 |
Сланцы песчано-глинистые |
2,78 |
180 |
37 |
40 |
||
Сланцы хлористо-кварцевые и хлоритовые |
2,86 |
140 |
35 |
30 |
||
Филлиты |
152 |
27 |
30 |
|||
Тальковокарбонатная порода |
2,89 |
115 |
30 |
|||
Магнетиты |
4,32 |
190 |
34 |
20-30 |
||
Серпентиниты выветрелые |
2,50 |
84 |
34 |
20-30 |
||
Серпентиниты рассланцованные, сильно выветрелые |
2,50 |
23 |
33 |
5,0-30 |
||
Осадочные |
||||||
Известняки |
2,44-2,67 |
2,83 |
0,1-4,0 |
140-165 |
27-32 |
30-80 |
Известняки выветрелые |
2,37 |
- |
- |
73 |
31 |
|
Песчаники аркозовые |
2,26 |
175 |
38 |
|||
Песчаники глинистые |
2,67 |
- |
- |
170 |
37 |
|
Песчаники с карбонатным цементом |
2,57 |
2,68 |
2,27 |
170 |
36 |
40 |
Песчаники с глинисто-железнистым цементом |
2,31 |
2,70 |
2,70 |
87 |
36 |
30 |
Песчаники |
2,53 |
2,75 |
50-90 |
35 |
30-80 |
|
Алевролиты |
2,51 |
2,72 |
4,00 |
35-70 |
33 |
35-70 |
Аргиллиты |
2,45 |
2,80 |
8,00 |
40 |
29 |
20-55 |
Уголь |
1,26-1,58 |
5,00 |
28 |
36 |
3,0-60 |
Породы слабые
Продолж. таблицы 18
Наименование горных пород |
Объемный вес γ, т/м3 |
Удельный вес γ, т/м3 |
Влажность w % |
Сцепление в образце С, кг/см2 |
Угол внутреннего трения, φ, град. |
Размер элементарного структурного блока, см |
Сильновыветрелые |
||||||
Габбро-дифиты |
2,40 |
14,3 |
36 |
|||
Сланцы |
2,12 |
18,0 |
1,2-13,6 |
26-30 |
||
Песчаники |
7,5 |
36 |
||||
Диабазы |
2,07 |
19,6 |
3,2 |
34 |
||
Доломиты, сидериты |
2,00 |
31,6 |
1,39 |
32 |
||
Осадочные |
||||||
Песчаники |
2,11 |
2,65 |
11,0 |
11,0 |
35 |
|
Алевролиты |
2,13 |
2,48 |
20,0 |
3-17 |
31 |
|
Аргиллиты |
2,02 |
2,67 |
18,0 |
3-10 |
29 |
|
Мел трещиноватый |
1,90 |
2,64 |
31 |
1-40 |
35 |
В соответствии с требованиями СНиП II-15-74 и СН 449-72 широко распространенные на территории СССР лессы и лессовые грунты относятся к просадочным.
К просадочным от замачивания грунтам следует относить грунты, имеющие G ≤ 0,6 и значение
,
где: Ео - коэффициент пористости образца природного сложения и влажности;
Ет - коэффициент пористости того же образца грунта при влажности на границе текучести;
G - степень влажности.
Гранулометрический состав лессовых пород показан в таблице 19. Значения модуля деформации даны в таблице 20. Показатели физических свойств лессовых пород в различных районах СССР приведены в таблице 21. Средние значения показателей сопротивления сдвигу - в таблице 22. Табличные данные могут быть использованы для предварительных, ориентировочных расчетов.
Содержание фракции, % |
|||
песчаных > 0,05 |
пылеватых 0,05-0,002 |
глинистых (0,002) |
|
Херсон |
14-17 |
55-73 |
14-16 |
Запорожье |
7-30 |
59-62 |
12-29 |
Юг Полесья |
14 |
68 |
18 |
Киевское плато |
22 |
66 |
12 |
Каневский р-н |
30 |
59 |
11 |
Донбасс |
20 |
64 |
16 |
Новосибирск |
16 |
73 |
11 |
Предгорья Алтая |
14-26 |
52-61 |
17-25 |
Томск |
0,5-20 |
52-82 |
15-30 |
Левобережье Чулыма |
0,5-7 |
68-81 |
15-25 |
Кемерово |
1-5 |
56-68 |
13-35 |
Иркутск |
1-8 |
70-77 |
12-25 |
Влажность w % |
Пористость n % |
Модуль общей деформации, Е кг/см2 |
|
Лесс |
10-17 |
47-48 |
225-300 |
Лессовидный суглинок |
6-8 |
46-48 |
220-280 |
-«- |
8-14 |
47-49 |
190-220 |
-«- |
12-18 |
43-45 |
100-400 |
-«- |
22-25 |
40-45 |
100-240 |
-«- |
22-25 |
45-48 |
80-150 |
-«- |
25-30 |
40-45 |
70-130 |
-«- |
25-30 |
45-48 |
45-90 |
Естеств. влажн. w % |
Плотность г/см3 |
Пористость, % |
Коэффициент пористости ε |
Предел |
Число пластичности Jp, % |
||||
минер. части породы |
породы |
скелет породы |
текучести, wz % |
пластичности, wп % |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Тульская область |
23 |
2,74 |
1,82 |
1,51 |
41 |
0,63 |
- |
- |
11 |
Липецкая область |
19 |
2,70 |
1,79 |
1,50 |
44 |
0,77 |
- |
- |
14 |
Тамбовско-Воронежская область |
20 |
2,71 |
1,80 |
1,50 |
45 |
0,82 |
- |
- |
15 |
Киевское плато |
13 |
2,69 |
1,71 |
1,48 |
44 |
0,77 |
26 |
17 |
9 |
Кагал Северный Донец-Донбасс |
20 |
2,75 |
1,90 |
1,57 |
43 |
0,73 |
41 |
23 |
18 |
Донбасс (Центральный и Восточный) |
19 |
2,71 |
1,82 |
1,59 |
44 |
0,77 |
37 |
22 |
15 |
Украинский кристаллический щит |
16 |
2,66 |
1,59 |
1,47 |
42 |
0,70 |
31 |
18 |
13 |
Водораздел Днепр - Южный Буг |
14 |
2,70 |
1,76 |
1,54 |
43 |
0,73 |
37 |
22 |
15 |
Приднестровская - Карпатская область |
17 |
2,70 |
1,70 |
1,49 |
40 |
0,72 |
33 |
19 |
14 |
Закубанская равнина |
15 |
2,71 |
1,80 |
1,53 |
44 |
0,77 |
36 |
21 |
15 |
Ергени |
13 |
2,72 |
1,78 |
1,50 |
45 |
0,82 |
30 |
19 |
11 |
Приташкентский район |
14 |
2,73 |
1,47 |
1,28 |
52 |
- |
- |
- |
- |
Голодностепский район |
15 |
2,73 |
1,47 |
- |
46 |
- |
- |
- |
- |
Предуралье |
19 |
2,68 |
1,83 |
1,54 |
42 |
0,73 |
30 |
17 |
13 |
Рудный Алтай |
18 |
- |
- |
- |
45 |
0,82 |
33 |
18 |
13 |
Алтай |
15 |
2,64 |
1,65 |
- |
41 |
0,70 |
30 |
19 |
11 |
Кузнецк |
23 |
2,70-2,75 |
1,80 |
1,45 |
42-50 |
0,72-1,00 |
22-29 |
16-19 |
7-14 |
Новосибирск |
15-22 |
2,65-2,75 |
1,66-1,73 |
1,36-1;48 |
46-49 |
0,85-0,97 |
- |
- |
9-15 |
Юг Красноярского края |
18 |
2,70 |
1,30-1,80 |
- |
38-60 |
- |
30-31 |
22-23 |
8 |
Иркутск - Черемхово |
13-23 |
2,69-2,81 |
1,30-1,88 |
- |
43-61 |
0,76-1,50 |
- |
- |
10-18 |
Влажность w % |
Угол внутреннего трения φ |
tg φ |
Сцепление С, кгс/см2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1,25-1,27 |
4 |
39°20′ |
0,819 |
0,70 |
7 |
33°50′ |
0,070 |
0,52 |
|
15 |
31°20′ |
0,611 |
0,32 |
|
19 |
30°10′ |
0,581 |
0,21 |
|
24 |
26°20′ |
0,495 |
0,06 |
|
28 |
26°00′ |
0,487 |
0,02 |
|
1,36-1,38 |
6 |
36°50′ |
0,74 |
0,80 |
10 |
35°00′ |
0,70 |
0,65 |
|
13 |
31°20′ |
0,61 |
0,46 |
|
15 |
29°00′ |
0,55 |
0,35 |
|
21 |
28°20′ |
0,54 |
0,20 |
|
25 |
26°30′ |
0,50 |
0,10 |
|
27 |
25°20′ |
0,47 |
0,05 |
|
1,42-1,44 |
7 |
34°10′ |
0,68 |
0,96 |
12 |
28°50′ |
0,55 |
0,58 |
|
16 |
28°30′ |
0,54 |
0,46 |
|
18 |
28°20′ |
0,54 |
0,40 |
|
22 |
27°00′ |
0,51 |
0,26 |
|
23 |
26°30′ |
0,50 |
0,20 |
|
26 |
25°50′ |
0,49 |
0,10 |
|
1,48-1,50 |
8 |
97°10′ |
0,75 |
1,57 |
10 |
33°00′ |
0,65 |
1,20 |
|
14 |
28°20′ |
0,54 |
0,80 |
|
19 |
26°30′ |
0,50 |
0,52 |
|
24 |
26°00′ |
0,49 |
0,20 |
|
1,58-1,55 |
14 |
36°10′ |
0,73 |
1,32 |
18 |
34°30′ |
0,69 |
1,00 |
|
22 |
31°20′ |
0,61 |
0,70 |
|
24 |
26°10′ |
0,49 |
0,42 |
|
26 |
25°40′ |
0,48 |
0,31 |
|
27 |
25°10′ |
0,47 |
0,26 |
Под водопроницаемостью или фильтрационной способностью грунтов подразумевается способность грунтов поглощать и пропускать через себя воду.
По степени водопроницаемости грунты можно разделить на три группы (по Ф.В. Саваренскому):
1. Водопроницаемые - коэффициент фильтрации более 1 м/сутки.
2. Полупроницаемые - коэффициент фильтрации - 1-0,001 м/сутки.
3. Непроницаемые - коэффициент фильтрации менее 0,001 м/сутки.
В соответствии с СН 449-72 по степени водопроницаемости грунты разделяются на дренирующие, к которым относятся скальные и крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средней крупности, а также пески мелкие, удовлетворяющие одному из следующих условий: содержание частиц размером меньше 0,1 мм должно быть не более 15 %, в том числе размером менее 0,005 мм до 2 % по весу, коэффициент фильтрации 0,5 м/сутки*); недренирующие, к которым относятся глинистые грунты, а также пески мелкие, не удовлетворяющие вышеуказанным условиям
*) В приборе Союздорнии.
Для расчетов дренажных устройств, проектируемых для осушения грунтов в естественном залегании, а также при притоке воды в отрываемые котлованы необходимо знать коэффициент фильтрации грунтов. При определении коэффициента фильтрации грунтов наиболее надежными являются данные опытных откачек. При отсутствии таких данных для ориентировочных подсчетов можно использовать таблицы 23, 24, 25. Необходимые для расчета дренажа значения гидродинамического градиента, радиуса влияния дрены и уклона депрессионной кривой могут быть взяты из таблиц 26, 27, 28.
Наименование пород |
Коэффициент фильтрации, м/сутки |
Авторы |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Скальные грунты |
|||
1 |
Слабо трещиноваты: доломиты, мел, мергели, сланцы |
5-20 |
Скабалланович, Седенко |
2 |
Различные трещиноватые породы |
20-60 |
-«- |
3 |
Сильно трещиноватые породы |
более 60-70 |
-«- |
Галечниковые и гравийные грунты |
|||
4 |
Галечник с песком |
20-100 |
-«- |
5 |
Галечник отсортировочный |
более 100 |
-«- |
6 |
Галечник чистый |
100-200 |
Агалина М.С. |
7 |
Гравий чистый |
10-200 |
Абрамов С.К. |
8 |
Гравий с песком |
75-150 |
-«- |
9 |
Гравийно-галечниковые грунты со значительной примесью мелких частиц |
20-60 |
Скабалланович, Седенко |
Песчаные грунты |
|||
10 |
Песок пылеватый глинистый с преобладающей фракцией 0,01-0,05 мм |
0,6-1,0 |
Богомолов Г.В. |
11 |
Песок пылеватый однородный с преобладающей фракцией 0,01-0,05 мм |
1,5-5,0 |
-«- |
12 |
Песок мелкозернистый глинистый с преобладающей фракцией 0,1-0,25 мм |
10-15 |
-«- |
13 |
Песок мелкозернистый однородный с преобладающей фракцией 0,1-0,25 мм |
20-25 |
-«- |
14 |
Песок среднезернистый глинистый с преобладающей фракцией 0,25-0,5 мм |
35-50 |
Богомолов Г.В. |
15 |
Песок среднезернистый однородный с преобладающей фракцией 0,25-0,5 мм |
35-40 |
-«- |
16 |
Песок крупнозернистый, слегка глинистый с преобладающей фракцией 0,5-1,0 мм |
35-40 |
-«- |
17 |
Песок крупнозернистый однородный с преобладающей фракцией 0,5-1,0 мм |
60-75 |
-«- |
Глинистые грунты |
|||
18 |
Глина |
менее 0,001 |
Скабалланович, Седенко |
19 |
Суглинок тяжелый |
0,05-0,01 |
Абрамов С.К. |
20 |
Суглинок легкий и средний |
0,4-0,005 |
Абрамов С.К. |
21 |
Супесь плотная |
||
22 |
Супесь рыхлая |
0,1-0,01 |
Скабалланович, Седенко |
23 |
Супесь |
1,0-0,4 |
Абрамович С.К. |
Торф |
|||
24 |
Торф мало разложившийся |
4,5-1,0 |
Агалина М.С. |
25 |
Торф среднеразложившийся |
1,0-0,15 |
-«- |
26 |
Торф сильно разложившийся |
0,15-0,01 |
-«- |
Глубина залегания, м |
Коэффициент фильтрации м/сутки |
Отношение Кфверт. к Кфгор. |
||
вертикальное направление |
горизонтальное направление |
|||
Лессовидный суглинок |
1,8-2,0 |
12,21 |
0,31 |
37,5 |
То же |
2,6-2,8 |
1,72 |
0,38 |
4,5 |
-«- |
1,8-2,0 |
0,12 |
0,017 |
7 |
-«- |
2,65-2,8 |
0,11 |
0,011 |
10 |
Степень разложения, % |
Коэффициент фильтрации, см/сек. |
|
Низинный |
||
слаборазложившийся |
10-20 |
0,002-0,01 (0,005) |
среднеразложившийся |
30-45 |
0,0002-0,003 (0,0008) |
Береговой |
||
очень слаборазложившийся |
до 10-15 |
0,01-0,025 (0,015) |
слаборазложившийся |
10-20 |
0,002-0,007 (0,004) |
среднеразложившийся |
30-45 |
0,00025-0,001 (0,0005) |
Гидравлический градиент |
Угол депрессии |
|
Крупнопесчаные |
0,003-0,006 |
0,0015-0,003 |
Пески |
0,006-0,020 |
0,003-0,010 |
Супеси |
0,020-0,050 |
0,010-0,026 |
Суглинки |
0,050-0,100 |
0,026-0,053 |
Глинистые грунты |
0,100-0,150 |
0,053-0,081 |
Тяжелые глины |
0,150-0,200 |
0,081-0,111 |
Торфы (в зависимости от вида торфа и степени его разложения) |
0,020-0,120 |
0,010-0,064 |
Размеры преобладающих частиц, мм |
Радиус влияния R, в м |
|
Песок тонкозернистый |
0,05-0,1 |
25-50 |
-«- мелкозернистый |
0,1-0,25 |
50-100 |
-«- среднезернистый |
0,25-0,5 |
100-200 |
-«- крупнозернистый |
0,5-1,0 |
300-400 |
Гравий мелкий |
2-3 |
400-600 |
-«- средний |
3-5 |
500-1500 |
-«- крупный |
5-10 |
1500-3000 |
Наименование грунтов |
Значения уклона Jo |
|
1 |
Для наиболее проницаемых грунтов |
0,008-0,006 |
2 |
Пески |
0,006-0,02 |
3 |
Песчаные грунты |
0,02-0,05 |
4 |
Суглинистые грунты |
0,05-0,10 |
5 |
Глинистые грунты |
0,10-0,15 |
6 |
Глины тяжелые |
0,15-0,20 |
Грунты, используемые в дорожном строительстве, подразделяются на скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.
К скальным грунтам относятся магматические, метаморфические и осадочные породы с прочными жесткими связями между зернами, залегающие в естественном залегании в виде сплошного или трещиноватого массива.
К крупнообломочным относятся несцементированные грунты, содержащие более 60 % по весу обломков скальных грунтов с размером частиц более 2 мм.
Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от зернового состава подразделяются на виды (табл. 1).
Для установления вида грунта следует последовательно суммировать проценты содержания частиц в исследуемом грунте, начиная с содержания более крупных частиц и принимать наименование грунта по первой сумме, удовлетворяющей показателю содержания частиц по табл. 1.
Пески с коэффициентом неоднородности следует считать разнозернистыми. Пески с , а также мелкие пески с содержанием по весу 90 % и более частиц размером 0,1-0,25 мм следует считать неоднородными.
Виды крупнообломочных и песчаных грунтов (СИ 449-72)
Таблица 1
Содержание частиц в % от общего веса сухого грунта |
|
Крупнообломочные |
|
Грунт глыбовый (при преобладании окатанных камней - валунный) |
Вес камней крупнее 200 мм составляет более 60 % |
Грунт щебенистый (при преобладании окатанных частиц - галечниковый) |
Вес частиц крупнее 10 мм составляет более 50 % |
Грунт дресвяный (при преобладании окатанных частиц - гравийный) |
Вес частиц крупнее 2 мм составляет более 50 % |
Песчаные |
|
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 более 0,25 мм составляет более 50 % |
Песок мелкий |
Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет более 75 % |
Песок пылеватый |
Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75 % |
Песчаные грунты следует называть: маловлажными, если степень их влажности G ≤ 0,5, влажными при 0,5 < G ≤ 0,8; насыщенными водой, если G > 0,8.
- Степень заполнения объема пор водой. G - определяется по формуле:
;
w - природная весовая влажность грунта;
γ - удельный вес материала частиц грунта в т/м3;
γo - удельный вес воды, принимаем равным 1 т/м3;
E - коэффициент пористости грунта, определяемый как отношение объема пор к объему минеральной части грунта.
Глинистые грунты подразделяются на виды и разновидности с учетом их зернового состава и пластичности (табл. 2).
Таблица 2
Виды глинистых грунтов (СН 449-72)
Разновидность грунтов |
Содержание песчаных грунтов от 2 до 0,05 мм в % по весу |
Число пластичности |
|
Супесь |
Легкая крупная |
50 |
|
легкая |
50 |
||
пылеватая |
20-50 |
1 < wп ≤ 7 |
|
тяжелая пылеватая |
20 |
||
Суглинок |
легкий |
40 |
|
легкий пылеватый |
40 |
7 < wп ≤ 12 |
|
тяжелый |
40 |
||
тяжелый пылеватый |
40 |
||
песчанистая |
40 |
||
Глина |
пылеватая |
меньше, чем пылеватых размером 0,05-0,005 |
17 < wп ≤ 27 |
жирная |
не нормируется |
wп > 27 |
Для супесей легких крупных учитывается содержание частиц размером 2-0,25 мм.
К наименованию глинистого грунта, установленному по табл. 2, при содержании в образце рассматриваемого грунта 20-50 % (по весу) частиц крупнее 2 мм добавляется «гравелистый» или «щебенистый».
Таблица 3
Показатель консистенции Jz |
|
Супеси, суглинки, глины: |
|
твердые |
Jz < 0 |
полутвердые |
0 ≤ Jz ≤ 0,25 |
тугопластичные |
0,25 < Jz ≤ 0,5 |
мягкопластичные |
0,5 < Jz ≤ 0,75 |
текучепластичные |
0,75 < Jz ≤ 1 |
текучие |
Jz > 1 |
Глинистые грунты следует различать по их состоянию в зависимости от величин консистенции (табл. 3).
Глинистые грунты следует считать грунтами с повышенной влажностью, если их влажность превышает значения, при которых грунт в насыпи может быть уплотнен до требуемых коэффициентов уплотнения (Ку = 0,95-1), а в пределах выемок они имеют показатель консистенции Jz > 0,25.
Характеристика пластичности отдельных гранулометрических типов грунтов
Таблица 4
Наименование грунтов по гранулометрическому составу |
Верхний предел пластичности |
Нижний предел пластичности |
Число пластичности |
Глина |
44 |
22 |
22 |
Суглинок |
44-26 |
22-16 |
22-10 |
Супесь |
28-18 |
16-8 |
10-0 |
Песок |
не определяется |
не определяется |
0 |
Представляет интерес классификация грунтов, разработанная в Союздорпроекте (табл. 6, 7).
Классификация гранулометрических элементов (проект части)
Таблица 5
Наименование частиц |
Размер частиц d - мм |
Валунные (при неокатанных гранях - глыбовые) |
d > 200 |
Галечниковые (при неокатанных гранях щебенистые) |
200 ≥ d > 10 |
Гравийные (при неокатанных гранях - дресвяные) |
10 ≥ d > 2 |
Песчаные |
2 ≥ d > 0,05 |
Пылеватые |
0,65 ≥ d > 0,005 |
Глинистые |
d < 0,005 |
Классификация грунтов для автомобильных дорог
Таблица 6
Число пластичности |
Содержание фракций, % от веса сухого грунта |
||
Размер частиц, мм |
Содержание, % |
||
Глина жирная |
более 27 |
2-0,05 |
менее 50 |
Глина |
17-27 |
2-0,05 |
-«- 50 |
Суглинок тяжелый пылеватый |
12-17 |
2-0,05 |
-«- 40 |
Суглинок тяжелый |
12-17 |
2-0,05 |
более 40 |
Суглинок пылеватый |
7-12 |
2-0,05 |
менее 40 |
Суглинок |
1-7 |
2-0,05 |
более 40 |
Грунт пылеватый |
1-7 |
2-0,05 |
менее 20 |
Супесь мелкая |
1-7 |
2-0,25 |
менее 50 |
Супесь |
1-7 |
2-0,25 |
более 50 |
Песок пылеватый |
менее 1 |
более 0,1 |
менее 75 |
Песок мелкий |
-«- 1 |
-«- 0,1 |
более 75 |
Песок средний |
-«- 1 |
-«- 0,25 |
-«- 50 |
Песок крупный |
-«- 1 |
-«- 0,5 |
-«- 50 |
Песок крупный очень |
-«- 1 |
-«- 1,0 |
-«- 50 |
Примечание:
1. При содержании частиц более 2 мм в количестве 25-50 % к наименованию грунта добавляется слово «гравелистый» («щебенистый»).
2. Грунты, обладающие в природном сложении влажностью, превышающей влажность на границе текучести и коэффициентом пористости более 1,0 для супесей и суглинков и более 1,5 для глин, называются илами.
3. Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превосходящими размеры частиц, составляющие скелет грунта, называются макропористыми.
Скальные породы следует считать размягчаемыми, если отношение их временных сопротивлений сжатию в насыщенном водой и в воздушно-сухом состоянии меньше 0,75, а при отношении равном или более 0,75 - неразмягчаемыми.
По степени выветриваемости скальные грунты делятся на слабовыветривающиеся и легковыветривающиеся.
К грунтам особой разновидности относятся: илы, польдиевые глины, лессы и лессовидные грунты, аргиллиты, алевролиты, мергели, сланцевые глины, трепелы, торфа, сапропели, засоленные грунты.
Примечания:
1. φ и C определяют по результатам сдвиговых испытаний грунтов ненарушенной структуры по схеме быстрого сдвига при естественной влажности в пределах нагрузки на основание в зависимости от высоты насыпи.
2. При использовании грунта выемки в насыпь, а также для грунта резерва дополнительно определяют φ и С по результатам сдвиговых испытаний грунтов нарушенной структуры при оптимальной влажности по схеме медленного сдвига с предварительным уплотнением.
к таблице 3
1. К таблице должен быть приложен график компрессионных испытаний по всем грунтовым слоям слабого основания.
2. φw и Сw определяют при естественной влажности по схеме быстрого сдвига при расчетной нагрузке.
Здесь же необходимо производство испытаний по схеме медленного сдвига с предварительной консолидацией под расчетной нагрузкой 1-2 испытания.
3. Для более полной оценки слабых грунтов в основании земляного полотна должны быть приведены данные полевых испытаний грунтов крыльчаткой, статическим и динамическим зондированием.
4. Грунты резерва для насыпи изучаются в соответствии с примечание к тб. 1-2.
Исходные данные выдаются геологами по следующей форме (см. таблицы - формы 1-2-3). В таблицы вносятся только расчетные показатели грунтов, вычисленные путем статистической обработки.
Таблица 1
(форма)
Выемки H 12 м
км |
Протяжение по трассе |
№ грунта по разрезу |
Наименование грунта |
Влажность |
Естественная влажность w |
Объемный вес грунта γw |
Объемный вес скелета грунта γск |
Коэффициент пористости ε |
Угол внутреннего трения φo |
Сцепление в кг/см2 С |
Оптимальный объемный вес γопт. |
Оптимальная влажность wопт. |
Коэффициент переувлажнения |
|||
от пк+ |
до пк+ |
На границе текучести wт |
На границе раскатывания wp |
Число пластичности wп |
||||||||||||
Таблица 2
(форма)
Насыпь H 12 м на прочном основании
км |
Протяжение по трассе |
№ грунта по разрезу |
Наименование грунта а) основания б) резерва |
Грунт основания и резерва насыпи |
Только грунт резерва |
Примечание |
||||||||||||
от пк+ |
до пк+ |
Влажность |
Число пластичности wп |
Естественная влажность w |
Объемный вес грунта γw |
Объемный вес скелета грунта γск |
Коэффициент пористости ε |
Угол внутреннего трения φo |
Сцепление С кг/см2 |
Оптимальный объемный вес γопт. |
Оптимальная влажность wопт. |
φ |
С |
|||||
На границе текучести wт |
На границе раскатывания wp |
(при оптимальной плотности) |
||||||||||||||||
Таблица 3
(форма)
Насыпь на слабом основании
км |
Протяжение по трассе |
№ грунта по разрезу |
Наименование грунта |
Влажность |
Число пластичности wп |
Естественная влажность w |
Объемный вес грунта γw |
Объемный вес скелета грунта γск |
Коэффициент пористости ε |
Угол внутреннего трения φw |
Сцепление Сw |
Компрессионные показатели |
Коэффициент консолидации см2/час |
Коэффициент фильтрации в вертикальном и горизонтальном направлениях см/сек. |
||||
от пк+ |
до пк+ |
На границе текучести wт |
На границе раскатывания wp |
Начальный коэффициент пористости |
Коэффициент пористости при расчетной нагрузке |
Модуль осадки от расчетной нагрузки |
||||||||||||