CCF20091008122

Rozdział XXV

CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH TYPÓW GRUNTÓW

1. Wprowadzenie

Podstawę inżyniersko-geologicznej oceny gruntów stanowią dwa zasadnicze kryteria: geneza gruntu z uwzględnieniem warunków sedymentacji i diagenezy oraz wynikające z nich w większości przypadków właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów. Wyróżnienie tylko tych dwóch elementów opiera się na przesłance, że skład mineralny oraz większość fizykochemicznych właściwości gruntów, wpływających na wartość ich parametrów, są kształtowane w procesach sedymentacji i diagenezy. Tak więc grunty o określonej genezie charakteryzują się na ogół pewnym zakresem parametrów, zmieniającym się w zależności od warunków sedymentacji. Zgromadzone w różnych laboratoriach doświadczenia pozwalają na wydzielenie grup genetycznych gruntów, których rozprzestrzenienie w Polsce jest znane i dla których można ustalić zakres podstawowych parametrów, zwłaszcza fizycznych, znając warunki ich występowania i diagenezy. Do takich gruntów należą m.in. trzeciorzędowe iły miocenu morskiego, iły plioceńskie, a z gruntów czwartorzędowych gliny zwałowe, iły warwowe (zastoiskowe), lessy, mady oraz część gruntów organicznych, np. gytie. Znajomość ogólnego zakresu właściwości tych gruntów oraz cech wyróżniających je wśród innych gruntów, pozwala na pewną optymalizację badań inżyniersko-geologicznych, zmniejszenie zakresu badań i ustalenie właściwego ich programu (przy niezbędnej świadomości celu badań).

Za wiodące parametry fizyczne kształtujące inżyniersko-geologiczne właściwości gruntów czwartorzędowych uznaje się: skład granulometryczny, wilgotność, plastyczność (zależną głównie od składu granulometrycznego, a w tym przede wszystkim od zawartości frakcji iłowej), porowatość, gęstość objętościową, a przy podwyższonej zawartości frakcji iłowej skład mineralny tej frakcji. Od parametrów tych zależą bowiem takie właściwości gruntu, jak pęcznienie, ściśliwość, kurczliwość i inne.

Większość typów genetycznych gruntów wyróżnia się także pewnymi cechami charakterystycznymi dla danego typu. I tak, gliny zwałowe mają najwyższą spośród gruntów spoistych różnorodność frakcji, przy znacznej ilości frakcji grubszych (piaskowej, żwirowej oraz kamienistej). Iły warwowe wyróżniają się warstwowaniem, co powoduje ich znaczną anizotropowość i wymaga specjalnego

OSA

sposobu badań. Lessy wykazują stosunkowo małą zmienność składu granulometrycznego (przy dominującej zawartości frakcji pyłowej) oraz zdolność w wielu przypadkach do osiadania zapadowego, wymagającego specjalnych badań. Grunty organiczne, wobec zawartości aktywnej (przede wszystkim wysoko hydrofilnej) substancji organicznej o różnym składzie i różnym stopniu rozłożenia wymagają specjalnych badań, zarówno określających ilość substancji organicznej, jak i jej charakter. Grunty trzeciorzędowe charakteryzują się stosunkowo wysoką zawartością frakcji iłowej o zmiennym składzie mineralnym (w wielu przypadkach smektytowym), co wymaga każdorazowego badania zarówno składu mineralnego frakcji iłowej, jak i w wielu przypadkach składu jej kompleksu wymiennego.

Poniżej podano przykładowo wartości parametrów fizycznych i niektórych mechanicznych dla wybranych gruntów czwartorzędowych o różnej genezie, różniących się strukturą i teksturą oraz składem i wymagających, poza standardowymi, badań specyficznych dla tej grupy gruntów.

2. By warwowe

Iłami warwowymi nazywamy osady warstwowane powstałe w jeziorach za-stoiskowych, tworzących się w strefie krawędzi lodowców. W jeziorach tych (zastoiskach) został osadzony materiał pochodzący przede wszystkim z topniejącego lodowca lub naniesiony przez rzeki. Ilość i charakter oraz odstępy czasu, w którym dopływał materiał były zróżnicowane, co doprowadziło do warstwowania osadów. W jeziorach zastoiskowych mogły powstawać też osady niewar-stwowane (iły zastoiskowe). W Polsce w obszarach objętych różnymi zlodowaceniami zachowało się wiele zastoisk o różnym wieku i wielkości. Klasycznym przykładem zastoiska powstałego w okresie zlodowacenia środkowopolskiego jest tzw. zastoisko warszawskie (ryc. 88) wyróżnione przez S. Z. Różyckiego (1961). Osady tu występujące charakteryzują się bardzo zróżnicowanym warstwowaniem (zmienną grubością poszczególnych warstw i zmiennym składem granulometrycznym) oraz zmienną litologią osadów w różnych częściach zbiornika, wynikającą z różnych warunków sedymetacji, a także odmiennej litologii obszarów alimentacyjnych, z których doprowadzony był materiał (E. Myślińska, 1965). Ogólnie w iłach warwowych wyróżnia się warstwy jasne piaszczysto-py-laste oraz warstwy ciemne ilaste lub pylasto-ilaste. Warstwa jasna i ciemna tworzą warwę. Anizotropia tekstury powoduje zmienność fizycznych i mechanicznych właściwości iłów warwowych, utrudnia badania i stwarza konieczność bardzo specyficznego prowadzenia tych badań (E. Myślińska, 1965, 1967). Warstwy jasne i warstwy ciemne wykazują znaczne różnice właściwości fizycznych i mechanicznych, co jest wynikiem przede wszystkim różnic w ich składzie granulometrycznym. Skład mineralny frakcji iłowej obydwu warstw jest natomiast zbliżony. Ma on charakter illitowy z niewielką domieszką montmorillonitu i kao-linitu. W tabeli 51 przedstawiono właściwości fizyczne i wybrane właściwości mechaniczne Rów warwowych z różnych części zastoiska warszawskiego (część

257