Скальные грунты

Ска́льные грунты́, класс природных и техногенных (антропогенных) грунтов с жёсткими структурными связями кристаллизационной и цементационной природы; включает группу скальных и группу полускальных грунтов. Группа скальных грунтов этого класса объединяет нерастворимые и растворимые в воде грунты магматического (граниты, гранодиориты, сиениты, диабазы, габбро, риолиты, андезиты, базальты и др.), метаморфического (гнейсы, сланцы, кварциты, роговики, мраморы и др.), осадочного (песчаники, конгломераты, брекчии, известняки, доломиты и др.) и вулканогенно-осадочного генезиса с временны́м сопротивлением одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии R_c ⩾5 МПа. По величине этого показателя скальные грунты подразделяются на (в МПа): очень прочные (R_c >120), прочные (120⩾R_c >50), средней прочности (50⩾R_c >15) и малопрочные (15⩾R_c ⩾5).

Наибольшей величиной временнóго сопротивления одноосному сжатию обладают скальные грунты магматического и метаморфического генезиса (в МПа): базальты – 90–460, габбро – 190–320, диориты – 140–310, граниты – 80–380, кварциты – 220–380, скарны – 180–270 (в воздушно-сухом состоянии). Для осадочных образований свойственны более низкие значения этого показателя (в МПа): окремнелые известняки – 140–240, доломиты 20–150, песчаники – 5–150, ангидриты – 65–85, каменная соль – 25–28, алевролиты – 10–40, аргиллиты – 15–50, окремнелые опоки – 14–34. При водонасыщении значение этого показателя снижается. По величине коэффициента размягчаемости скальные грунты разделяют на неразмягчаемые (К_pз <0,75) и размягчаемые (К_рз ⩾0,75).

Свойства скальных грунтов в большой степени зависят от степени их выветрелости: у невыветрелых разностей коэффициент выветрелости близок к единице; они залегают в виде сплошного монолитного массива. Слабовыветрелые грунты – трещиноватые, залегают в виде крупных несмещённых блоков; степень их выветрелости равна или превышает 0,9. У выветрелых разностей значение этого показателя изменяется в интервале 0,8–0,9, а у сильновыветрелых – менее 0,8; последние залегают в виде отдельных блоков и кусков.

Скальные грунты магматического, метаморфического и осадочного генезиса, как правило, характеризуются низкой пористостью, очень слабой деформируемостью и высокой прочностью, значительно превышающими нагрузки, существующие в строительной практике. Породы невлагоёмкие, морозостойкие; водопроницаемы только по трещинам. В зависимости от минерального состава, структуры и температуры их прочностные и деформационные свойства могут изменяться в достаточно широких пределах.

Подавляющая часть скальных грунтов нерастворима в воде. Исключение составляют известняки и доломиты, относящиеся к труднорастворимым грунтам, а также каменная соль и ангидриты. В ходе геологической истории именно в сложенных известняками массивах сформировались наиболее протяжённые и объёмные карстовые пещеры. Главной задачей инженерно-геологических изысканий в пределах таких массивов является установление пространственного расположения и размеров подземных карстовых форм.

В массивах доломитов при фильтрации сульфатных вод может образоваться так называемая доломитовая мука, состоящая из частиц 0,25–0,01 мм; она относится к грунтам с неудовлетворительными инженерно-геологическими свойствами; вследствие низкой проницаемости создает большие трудности при искусственном закреплении грунтовой толщи.