Все о скальном грунте

Знать всё о скальном грунте необходимо хотя бы просто по той причине, что он встречается весьма часто. Поэтому застройщикам необходимо правильно делать выбор фундамента для скальной группы грунтов, а для этого хорошо разбираться в таких нюансах, как коэффициент уплотнения и модуль деформации, ГОСТ угла внутреннего трения и так далее.

Основные сведения относительно скальных грунтов приведены в общем стандарте. Официальное определение гласит, что скальный грунт — это тип грунта, отличающийся жёсткостью структурных связей, строящихся по кристаллизационной или цементационной схеме. В целом классификация грунтов проводится не только по виду структурной связи, но и по другим параметрам:

• процессу появления (генезису);
• химическому составу;
• петрографической структуре;
• литологическому составу;
• состоянию;
• практическим свойствам.

Стоит понимать, что скальные грунты могут быть не только монолитными массивами, но и трещиноватыми структурами.

По видам пород они подразделяются:

• на магматические (диорит, гранит);
• метаморфического происхождения (гнейс, сланец, а также кварцит и некоторые другие);
• осадочные массы сцементированного вида (песчаник, конгломерат);
• полускальные (гипс, мергель).

Скальный грунт может присутствовать и на равнине. Но там они чаще всего находятся на определённой глубине и скрыты осадочными массами. На земную поверхность они выходят редко.

Скальный вскрышной грунт отличается более или менее постоянным химическим и механическим составом. В него могут входить и магматические, и осадочные породы. Обычная насыпная плотность составляет 1,65 грамма на 1 см3. Внутренняя плотность принимается равной 2-3 граммам на 1 см3. Важно: допускаются и отклонения от этого уровня в зависимости от непосредственного состава. Допустимо присутствие песка и мелких каменистых включений.

Очень важный параметр — коэффициент уплотнения, который также чётко закрепляется в ГОСТ и иных нормативных документах, в проектных материалах. Если масса пролежала в отвале свыше 120 дней либо подвергалась механическому уплотнению, то учитывают фактическое разрыхление, определяемое на месте экспертным способом. В некоторых случаях разрешается пересчитывать объём грунта иными способами, предусмотренными специальной литературой. Модуль деформации в массиве превышает 2000 МПа для магматической группы. Если же скальные породы относятся к осадочному разряду, то у них этот показатель может варьироваться от 200 до 2000 МПа; для сравнения — у нескальных образований 200 МПа являются «потолком».

Угол внутреннего трения — это показатель, иллюстрирующий способность грунтовой массы сопротивляться сдвигающему усилию. Средний вес в 1 м3, то есть плотность скального грунта, принимается обычно равным 1800 кг, разумеется, если в описании производителя прямо не указано иное значение. Многие параметры зависят от того, каким образом шёл процесс разрыхления почвенной массы. Статическое рыхление обычно применяют по отношению к устойчиво мёрзлым грунтовым массам.

Резание происходит с помощью бульдозерных и экскаваторных приспособлений. Грунты скального класса отличаются высокой твёрдостью, прочностью и плохо поддаются даже изощрённым приёмам обработки. Ручная разработка их проводится очень редко, и в основном это приурочено к завершающим этапам проходки и оформления траншей. Основную часть работ всё равно стараются выполнять при помощи техники везде, где только возможно. Все ручные разработки скальных грунтов относятся к особо тяжёлому физическому труду, оплачиваются по высшим ставкам, то есть они ещё и экономически нерациональны.

Такие свойства, как удельное сцепление, угол внутреннего трения, плотность и предел прочности при сдавливании по одной оси должны соответствовать расчётным уровням. В отчётах инженерной разведки также должно быть указано, как могут изменяться параметры в различных условиях. По фракциям товарный скальный грунт делится на два разряда: 0-300 и 0-500. Эти категории имеют достаточно разное применение. Важный параметр — уровень размягчаемости.

Ослабление жёсткости скалистой массы происходит по причине разрушения межмолекулярных связей под влиянием увлажнения. Ослабляются также связи между макроскопическими структурными единицами (зёрнами). Важно: размягчение не могут вызвать жидкости, не дающие эффекта Ребиндера. Расчётное сопротивление скального грунта по умолчанию принимается равным 10 МПа; практически никакого смысла производить более сложные расчёты при бытовом строительстве нет, за редким исключением.

Бурение скважин в скалистых породах приходится выполнять достаточно часто. Специалисты знают, что такая манипуляция таит множество секретов. Но если всё делается качественно, никаких проблем возникать не должно. Глубину залегания воды надо учитывать даже при бурении под строительные сваи. Ещё важнее она, когда идёт прокладка колодца или есть намерение добыть воду; глубину залегания всякий раз определяют индивидуально, поэтому никаких универсальных таблиц или формул быть просто не может.

Крутизна откоса насыпей высотой до 3 м может быть максимум 1: 3. Для ответственных случаев — максимум 1: 4. Но для домов такое далеко не годится. Чаще всего вводится ограничение на строительство везде, где уклон превышает 3-5%. Важно: наличие уклона скалистой земли даже может стать позитивной новостью – он позволяет сооружать объёмные цоколи и глубокие подвалы без риска оползания.

При уклоне до 3-5% никакой необходимости в специальной подготовке чаще всего нет. Максимум, подсыпают песчано-гравийную подушку. А вот если уклон превышает 15%, требуются более сложные мероприятия.

На скальном грунте может быть поставлен фундамент даже очень высокого и крайне тяжёлого здания. Главное, чтобы хватало с некоторым запасом несущей способности — впрочем, как раз с этим проблем обычно не возникает. Добытый скальный грунт практически никогда не перерабатывается. Главным образом различные фракции его используют для строительства зданий и путей сообщения.

Строители берут скальный грунт для следующих целей:

• чтобы укреплять площадку под фундамент;
• поднимать уровень местности;
• производить низшие марки бетона.

Многоэтажные дома на скалистых участках чаще всего строят при помощи свай. Но в малоэтажной застройке и тем более при сооружении хозпостроек такой метод не применяется. Для подсыпки под одноэтажные и двухэтажные постройки рекомендовано использовать разборные осадочные грунты. Желательна как минимум средняя фракция по крупности. Поднятие участков скальным грунтом производится практически всеми его видами; экономнее пользоваться разборно-осадочной массой мелкого строения, которую проще утрамбовать и разровнять, а сверху высыпать дресву.

Как бетонный заполнитель скальный грунт не слишком хорош. Однако небольшие его объёмы для второстепенных работ использовать всё же можно. Пример тому — опоры столбиков забора или некрупные площадки во дворах. Предпочтительна мелкая фракция, а вот всё, что больше 12 см в поперечнике, лучше отложить для иных задач. Крупный материал советуют применять для оформления садов.

Ещё скалистый грунт может использоваться:

• для формирования основы под дорожное полотно;
• сооружения временных дорог;
• починки имеющихся магистралей;
• обустройства обочин и насыпей;
• рекультивации после окончания карьерных работ;
• осушения болотистых участков;
• засыпки траншей и выемок;
• формирования альпийских горок;
• прокладки дорожек в садах и парках;
• оформления площадок для отдыха;
• сооружения плотин.