Песчаные грунты

Песча́ные грунты́, вид несвязных грунтов, в которых преобладают частицы размером 0,05–2 мм, количество глинистых частиц не более 3 %; в сухом состоянии многие разности сыпучие, во влажном – приобретают небольшую связность; непластичные. По гранулометрическому составу (по ГОСТ 25100-2011; в % по массе) пески подразделяются на гравелистые (содержание частиц размером >2 мм свыше 25); крупные (частиц размером >0,50 мм свыше 50); средней крупности (частиц размером >0,25 мм свыше 50); мелкие (частиц размером >0,10 мм 75 или более) и пылеватые (частиц размером >0,10 мм менее 75). При содержании в песчаных грунтах органических веществ выделяют пески: с примесью органических веществ (3–10 %); слабозаторфованные (10–25 %); среднезаторфованные (25–40 %); сильнозаторфованные (40–50 %).

Пески относятся к незасолённым при содержании водорастворимых солей менее 3 %. Слабозасолёнными являются пески с содержанием солей 3–7 %, среднезасолёнными – 7–10 %, сильнозасолёнными – 10–15 % и избыточно засолёнными — более 15 %.

Общая пористость песков изменяется от 25–30 до 50–55 % (обычно 35–45 %). Среди них по величине коэффициента пористости различают рыхлые, средней плотности и плотные разности.

Коэффициент фильтрации пылеватых песков обычно не превышает 1 м/сут, крупных — 40–50 м/сут, гравелистых – до 80–100 м/сут и более. Высота капиллярного поднятия в крупных песках составляет 3–12 см, средней крупности – 15–35 см, мелких и пылеватых – 35–100 см.

Сжимаемость песчаных грунтов ниже, чем у связных грунтов. Они уплотняются под действием статических нагрузок очень слабо. Воздействие динамических нагрузок вызывает их интенсивное виброуплотнение, особенно разностей рыхлого и среднего по плотности сложения. Модуль деформации песчаных грунтов изменяется от 10–11 до 45–50 МПа; он закономерно уменьшается с увеличением дисперсности песка и уменьшением его плотности.

Сопротивление сдвигу песчаных грунтов существенно выше по сравнению с глинистыми и лёссовыми грунтами. Угол внутреннего трения изменяется от 26–36° у пылеватых песков, 35–40° у песков средней крупности и 38–43° у гравелистых и крупных разностей. Сцепление колеблется от 0,001–0,002 у крупных до 0,002–0,008 МПа у пылеватых песков. Прочность песков в откосах, через которые фильтруется вода, снижается на 15–30 %.

Специфическое свойство песчаных грунтов – плывунность, или способность водонасыщенных песков переходить в разжиженное состояние при вскрытии их горными выработками. Это явление чаще всего происходит под влиянием гидродинамического давления фильтрационного потока. К разжижению песков и переходу их в подвижное состояние приводит также воздействие динамических нагрузок.

В песчаных грунтах при определённых условиях может развиваться суффозия, в результате чего происходит увеличение их пористости, снижение прочности и устойчивости в откосах. Суффозионно-неустойчивыми являются неоднородные по гранулометрическому составу пески с коэффициентом неоднородности более 20.