Podstawowe wiadomości o gruntach.

    Gruntem nazywamy zewnętrzna warstwę skorupy ziemskiej, składającą się z rozdrobnionych

cząstek skalnych bez domieszek lub z domieszką  cząstek organicznych.

Grunty powstały ze skał wskutek wietrzenia fizycznego, chemicznego oraz przez rozdrobnienie mechaniczne.

W procesie kształtowania się poszczególnych gruntów, podstawową rolę odegrały następujące czynniki:

-          pochodzenie gruntu (rodzaj skały, roślinność);

-          warunki klimatyczne (temperatura, wilgotność);

-          ukształtowanie terenu (niziny, wyżyny);

-          czas (długość okresu oddziaływania w/w czynników).

Ze względu na pochodzenie gruntu dzielą się na:

a)      grunty rodzime:

-          grunty skaliste;

-          grunty nieskaliste mineralne;

-          grunty nieskaliste organiczne.

b)     grunty nasypowe.

Grunty skaliste – do tej grupy zalicza się skały wszelkiego rodzaju i pochodzenia, występujące
w monolitach i złożach. Cechą charakterystyczną tych gruntów jest ich wysoka wytrzymałość
na ściskanie. Skały występują w przyrodzie w postaci masywów skalnych, pokładów,  brył, bloków lub okruchów skalnych. Występują też w postaci oddzielnych kamieni, które zostały oddzielone od masywu skalnego i przeniesione przez lodowiec lub wody płynące.

Grunty nieskalne mineralne. Grunty te składają się z cząstek lub ziaren o różnej wielkości (mniejszej od 10 cm), tworzących szkielet gruntowy oraz porów wypełnionych wodą  i powietrzem. Grunty te zwierają mniej niż 2% części organicznych. Zalicza się do nich: wietrzeliny romosze, otoczki, żwiry, pospóki, piaski, pyły, gliny itp.

Grunty nieskalne organiczne. Są to grunty powstałe z resztek wegetacji roślinnej; składają się one wyłącznie,  związków organicznych lub stanowią mieszaninę resztek organicznych i gruntu rodzinnego, przy czym cząstek organicznych musi być wagowo więcej niż 2%. Grunty te są mało spoiste, łatwo wchłaniające wodę, wskazują pęcznienie i duże osiadanie. Do gruntów nieskalnych organicznych zalicza się próchnicze, namuły i torfy.

Grunty nasypowe – ­powstały wskutek kontrolowanego procesu technicznego lub w sposób niekontrolowany. Odznaczają się różnorodnością: uziarnienia, właściwości fizycznych i wytrzymałościowych oraz stopnia zagęszczenia.

Stanowią one bardzo niejednolity materiał lub grunt budowlany. W skład gruntów nasypowych wchodzą: nasypy budowlane i nasypy niekontrolowane (przemieszczone w inne miejsce przez

lodowce, wiatr i wodę).

Podział gruntów ze względu na uziarnienie

Frakcją nazywamy grupę ziaren o zbliżonych wymiarach.

W uzarnieniu gruntów odróżnia się sześć frakcji podstawowych:

-          kamienista o ziarnach większych niż 25 mm;

-          żwirowa o ziarnach 2 – 25 mm;

-          piaskowa o ziarnach 0,05 – 2 mm;

-          pyłowa o ziarnach 0,002 – 0,05 mm;

-          iłowa o ziarnach mniejszych niż 0,002 mm;

-          koloidowe o ziarnach poniżej 0,001 mm.

Podział gruntów na kategorie

W celu umożliwienia określenia rodzaju gruntów oraz oceny jego właściwości stosujemy podział ze względu na trudności odspajania i transportu na następujące kategorie:

Właściwości fizyczne gruntów.

W przyrodzie wszystkie grunty różnią się między sobą:

-          pochodzeniem;

-          wielkością ziaren lub cząstek;

-          proporcją ziaren lub cząstek poszczególnych frakcji;

-          ilością domieszek mineralnych i organicznych;

-          spoistością itp.

Czynniki te określają takie właściwości fizyczne gruntu jak: uziarnienie, spoistość, wytrzymałość, plastyczność, przepuszczalność, kąt skoku naturalnego, ciężar i inne.

W budownictwie grunty mogą występować w stanie:

-          rodzimym;

-          spulchnionym;

-          ubitym.

Stan rodzimy gruntu jest to taki stan, w którym poszczególne cząsteczki przez długi okres pozostały pod wpływem jedynie czynników atmosferycznych np. grunt, który nie był spulchniony ani ubity.

Stan spulchniony jest to taki stan, kiedy poszczególne cząsteczki gruntu rodzinnego lub ubitego oddzielony od siebie przez odspojenie. Rezultatem spulchnienia jest wzrost objętości gruntu
w stosunku do stanu przed spulchnieniem. Rozróżnia się spulchnienie chwilowe (zwiększone objętości w momencie odspajania) i spulchnienie trwałe (zwiększenie objętości w stosunku
do stanu pierwotnego po zakończeniu procesu osiadania).

Stosunek objętości gruntu po spulchnieniu do objętości w stanie rodzimym nazywamy współczynnikiem spulchnienia gruntu.

Stan ubity (zagęszczony) gruntu jest wówczas, gdy jego cząsteczki ściśle do siebie przylegają. Objawem zagęszczenia gruntu jest zmniejszenie się jego objętości w stosunku do stanu rodzimego lub spulchnionego.

Uzyskujemy przez to:

-          zwiększenie nośności gruntu, co ma duże znaczenie dla gruntów w podłożu nawierzchni dróg komunikacyjnych;

-          zwiększenie stateczności skarp;

-          zmniejszenie przepuszczalności gruntów.

Miarą sztucznego zagęszczenia gruntu w nasypie jest stosunek jego objętości po zagęszczeniu
do objętości w stanie rodzimym. Na przebieg procesu zagęszczenia gruntu duży wpływ ma jego wilgotność.

Przeciętne wartości współczynników spoistości gruntu: