Грунт
Грунт – это многокомпонентное геологическое образование (горные породы, почвы, техногенные системы), которое является объектом инженерно-строительной деятельности.
Грунт – широко распространенное в инженерной геологии, горном деле, строительной практике и в быту наименование минеральных образований, часто с органическими включениями, которые являются основным объектом изучения грунтоведения.
Понятие о грунтах
Под термином грунт понимают:
Этот термин используется при оценке донных осадков (илистый грунт) и описании образований космического происхождения типа зернистого поверхностного слоя Луны (лунный грунт), а также для пород особого состояния, строения и свойств, изъятых при проходке горных выработок (шахт, траншей) и др. (грунт отвальный), которые нередко бывают токсичными. Из них слагаются специфические техногенные формы рельефа (отвалы, терриконы). Они используются при засыпке нежелательных понижений и отработанных горных выработок.
Грунт — сложная система (композит) из твердых минеральных частиц и включений льда, органоминеральных образований, жидких (водные растворы), газообразных компонентов. Различный генезис грунта определяет их вещественный и механический состав и структуру, от которых зависят его свойства.
Виды и классификация грунтов
Грунты подразделяются на природные и техногенные
Природные грунты
Включают скальные, дисперсные связные (глинистые, пылеватые), дисперсные рыхлые и биогенные.
Скальные грунты — породы с жесткими связями в монолитных и трещиноватых геологических массивах, по происхождению интрузивные и эффузивные кристаллические или метаморфические.
Грунт дисперсный связный (глинистый, пылеватый) — состоит из слабо связанных минеральных частиц; образуется в результате выветривания и разрушения скальных грунтов с последующей транспортировкой водным или эоловым путем.
Рыхлые дисперсные грунты — минеральные разногенетические пески и крупнообломочные накопления.
Пески — породы, в которых масса частиц размером менее 2 мм составляет свыше 50 % объема породы; в крупнообломочных (щебень, дресва, галька и др.) масса элементарных форм более 2 мм превышает 50 %.
Биогенные грунты — органические соединения в виде неразложившихся растительных и животных остатков организмов, а также продуктов их разложения и преобразований (ил, сапропель, торф, заторфованные породы).
Грунт техногенный
Естественные породы, измененные и перемещенные при производственно-хозяйственной деятельности, и антропогенные образования (насыпные, намывные, бытовые и промышленные отходы, шлаки, шламы — золы и золошлаки).
В нормативных и методических документах также рассматриваются грунты, теряющие устойчивость при замачивании, с деформацией при взаимодействии с водой (набухающие, просадочные, тиксотропные), различающиеся по температурному и водно-солевому режиму (пучинистые при промерзании, многолетне- и сезонномерзлые, засоленные и др.).
Состав и сложение определяют качество грунта при их использовании. Важными их свойствами являются физические (плотность, теплопроводность и др.), физико-химические (коррозионные, набухаемость, склонность к усадкам при промерзании, пластичность, липкость), водные (водопроницаемость, суффозионная неустойчивость) и механические (упругость, деформируемость, сжимаемость, просадочность, сопротивления на разрыв и сдвиг, ползучесть).
Подробнее про техногенный грунт читайте в отдельном материале.
Для обеспечения устойчивости грунта, как оснований сооружений, используют разные способы их закрепления — механическое уплотнение и насыщение глинистыми растворами, инъекционные закрепления закачкой в грунт цементных растворов методом геокомпозит, замораживания и др.
Источник: Грунтоведение. 4-е изд., переработанное. Сергеев Е.М. и др. —М., 1973.
Грунт
Грунт (нем. Grund — основа, почва) — любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные системы, являющиеся компонентами геологической среды и объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты могут быть использованы в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др.
Содержание
Термины и определения
Ниже приведены термины, определенные в ГОСТ 25100-95. [1]
Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.
Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа.
Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (Rc ≥ 5 МПа — скальные грунты, Rc = 1.
Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.
Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е >= 0,9, текучую консистенцию I% по массе.
Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.
Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.
Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50 % (по массе) торфа.
Почва — поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.
Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) εsw >= 0,04.
Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки εsl >= 0,01.
Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения εfh >= 0,01.
Степень засоленности — характеристика, определяющая количество воднорастворимых солей в грунте Dsal, %.
Степень морозной пучинистости — характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения εfh, д. е., которая определяется по формуле
, (A.1)
где ho, f — высота образца мерзлого грунта, см;
ho — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.
Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.
Плотность скелета грунта — плотность сухого грунта ρd, г/см3, определяемая по формуле
, (A.2)
где ρ — плотность грунта, г/см3;
W — влажность грунта, д. е.
Коэффициент выветрелости Кwr, д.е. — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.
Коэффициент размягчаемости в воде Кsof, д.е. — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.
Степень растворимости в воде — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, qsr, г/л.
Степень водопроницаемости — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584-90.
Гранулометрический состав — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536-79.
Степень неоднородности гранулометрического состава Cu — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле
, (А.3)
где d60, d10 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.
Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp, WL и Wp определяют по ГОСТ 5180-84.
Показатель текучести IL — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.
Относительная деформация набухания без нагрузки εsw, д.е. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143-80.
Относительная деформация просадочности εs, д.е. — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161-78.
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е. — степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле
, (A.4)
где W — природная влажность грунта, д.е.;
е — коэффициент пористости;
ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент пористости е определяется по формуле
, (A.5)
где ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
ρd — плотность сухого грунта, г/см3.
Степень плотности песков ID определяется по формуле
, (A.6)
где е — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;
emax — коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;
emin — коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.
Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов Кwr, д.е., определяется по формуле
, (А.7)
где К1 — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;
К0 — то же, в природном состоянии.
Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Кfr, д.е., определяется по формуле
, (A.8)
где q1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;
q0 — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).
Относительное содержание органического вещества Ir, д.е. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.
Степень разложения торфа Ddp, д.е. — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650-72.
Грунт мерзлый — грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.
Грунт многолетнемерзлый (синоним — грунт вечномерзлый) — грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.
Грунт сезонномерзлый — грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.
Грунт морозный — скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.
Грунт сыпучемерзлый (синоним — «сухая мерзлота») — крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления.
Грунт охлажденный — засоленный крупнообломочный, песчаный и глинистый грунты, отрицательная температура которых выше температуры начала их замерзания.
Грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем.
Грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.
Грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.
Температура начала замерзания (оттаивания) Т (Т) — температура, °С, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.
Криогенные структурные связи грунта — кристаллизационные связи, возникающие во влажных дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате сцементирования льдом.
Криогенная текстура — совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
Лед (синоним — грунт ледяной) — природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10 % (по объему), характеризующееся криогенными структурными связями.
Коэффициент сжимаемости мерзлого грунта δf — относительная деформация мерзлого грунта под нагрузкой.
Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой Sr, д.е., определяется но формуле
, (A.9)
где Wic — влажность мерзлого грунта за счет порового льда, цементирующего минеральные частицы (лед-цемент), д.е.;
Ww — влажность мерзлого грунта за счет содержащейся в нем при данной отрицательной температуре незамерзшей воды, д.е.;
ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
еf — коэффициент пористости мерзлого грунта;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Суммарная льдистость мерзлого грунта itot, д.е. — отношение содержащегося в нем объема льда к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле
Льдистость грунта за счет видимых ледяных включений ii, д.е. — отношение содержащегося в нем объема видимых ледяных включений к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле
где iic — льдистость грунта за счет льда-цемента (порового льда), д.е.;
Wtot — суммарная влажность мерзлого грунта, д.е.;
ρi — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
ρf — плотность мерзлого грунта, г/см3;
Wm — влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д.е.
Техногенные грунты — естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования.
Антропогенные образования — твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органического сырья.
Природные перемещенные образования — природные грунты, перемещенные с мест их естественного залегания, подвергнутые частично производственной переработке в процессе их перемещения.
Природные образования, измененные в условиях естественного залегания — природные грунты, для которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15 %.
Грунты, измененные физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие (уплотнение, замораживание, тепловое воздействие и т. д.) изменяет строение и фазовый состав.
Грунты, измененные химико-физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие изменяет их вещественный состав, структуру и текстуру.
Насыпные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с использованием транспортных средств, взрыва.
Намывные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с помощью средств гидромеханизации.
Бытовые отходы — твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека.
Промышленные отходы — твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения.
Шлаки — продукты химических и термических преобразований горных пород, образующиеся при сжигании.
Шламы — высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогатительном, химическом и некоторых других видах производства.
Золы — продукт сжигания твердого топлива.
Золошлаки — продукты комплексного термического преобразования горных пород и сжигания твердого топлива. s
Классификация грунтов [1]
Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:
К чему относится грунт
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2020 с ГОСТ 25100-2011 см. по ссылке;
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2011 с ГОСТ 25100-95 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2013-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и МСН 1.01-01-2009 «Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения»
Сведения о стандарте
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Д к протоколу N 39 от 8 декабря 2011 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством
Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства
Министерство строительства и регионального развития
Департамент регулирования градостроительной деятельности Министерства регионального развития
Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 190-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25100-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2013 г.
6 ИЗДАНИЕ (июль 2018 г.) с Поправками (ИУС 5-2015, 9-2015)
Введение
В настоящем стандарте приведена классификация скальных грунтов как по результатам испытания образца, отобранного из массива, так и классификация для скального массива в целом.
Учитывая различия в указанных выше классификациях в наименованиях грунтов, а также в методиках определения отдельных характеристик, в настоящем стандарте приведены:
— основные термины, используемые в [1]-[4], а также их определения (см. приложение Д);
— соответствие наименований дисперсных грунтов, используемых в настоящем стандарте, и в [1] и [2] (см. приложение Е);
— методики пересчета результатов определений гранулометрического состава дисперсных грунтов и характеристик пластичности глинистых грунтов (см. приложение Е) для перехода из одной классификации в другую.
Приведенное в настоящем стандарте сопоставление классификаций грунтов даст возможность использовать (в случае необходимости) международные классификации.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает их классификацию, применяемую при производстве инженерных изысканий, проектировании и строительстве зданий и сооружений.
К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным настоящим стандартом, допускается вводить дополнительные наименования и характеристики, если это необходимо для более детального подразделения грунтов с учетом природных условий района строительства и специфики отдельных видов строительства.
Дополнительные наименования и характеристики грунтов не должны противоречить классификации настоящего стандарта и должны учитывать частные классификации, установленные в отраслевых нормативных документах.
В настоящем стандарте грунт рассматривается как однородная по составу, строению и свойствам часть грунтового массива.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 10650-72 Торф. Метод определения степени разложения
ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности
ГОСТ 23740-79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ
ГОСТ 25584-90 Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества
ГОСТ 28622-90 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.2 блок: Совокупность скальных грунтов, отделенная от соседних блоков разрывами или трещинами (тектонический блок, оползневой блок, блок отдельности).
3.3 блок отдельности (отдельность): Часть массива скальных грунтов, ограниченная трещинами, свойства которой могут быть охарактеризованы лабораторными исследованиями образца скального грунта.
3.4 вещественный состав грунта: Химико-минеральный состав вещества твердых, жидких, газовых и биотических (живых) компонентов грунта.
3.5 водопроницаемость: Способность грунта фильтровать воду.
3.6 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3%) частиц, обладающий свойством пластичности ( 1%).
3.7 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (не агрегированных) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению их массы к общей массе грунта.
3.8 грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.
3.9 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико-химические или механические структурные связи.
3.10 засоленность: Характеристика, определяемая количеством водорастворимых солей в грунте.
3.11 заторфованный грунт: Песчаный или глинистый грунт, содержащий в своем составе от 3% (для песка) и от 5% (для глинистого грунта) до 50% (по массе) торфа.
3.12 ил: Современный нелитифицированный морской или пресноводный органо-минеральный осадок, содержащий более 3% (по массе) органического вещества, как правило, имеющий текучую консистенцию 1, коэффициент пористости 0,9 и содержание частиц размером менее 0,01 мм более 30% по массе.
3.13 криогенная текстура: Совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентацией, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
3.14 криогенные структурные связи грунта: Связи, возникающие в дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате цементирования льдом.
3.15 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером более 2 мм составляет более 50%.
3.16 ледогрунт: Грунт, содержащий в своем составе более 90% льда.
3.17 липкость, прилипаемость (предел адгезионной прочности глинистых грунтов): Способность грунта прилипать к различным материалам при соприкосновении.
3.18 литифицированные глинистые грунты: Глинистые грунты дочетвертичного возраста, прошедшие в своем развитии стадию позднего диагенеза и обладающие преимущественно контактами переходного типа.
3.20 минеральный грунт: Грунт, состоящий из неорганических веществ.
3.21 морозный грунт: Скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.
3.22 набухающий грунт: Грунт, увеличивающий свой объем при замачивании водой и имеющий относительную деформацию набухания 
0,04 (в условиях свободного набухания) или развивающий давление набухания (в условиях ограниченного набухания).
3.23 несвязный грунт: Дисперсный грунт, обладающий механическими структурными связями и сыпучестью в сухом состоянии.
3.24 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.
3.25 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3% до 50% (по массе) органического вещества.