Перед тем как приступить к строительству дома, первое, что нужно учесть – это качество грунта на вашем участке. Видов грунтов несколько, и не каждый из них оптимален для строительства. Процессы усадки и надежность основания напрямую зависят от свойств почвы на участке. В статье мастер сантехник расскажет, о видах грунтов и их классификации.
Строительная классификация грунтов
Грунтом в строительстве называют все рыхлые обломочные горные породы, на которых устраивается основание постройки.
Для стандартизации определений, используемых при выполнении геологических изысканий, принят общий стандарт строительной классификации грунтов. Он делит грунты на классы, типы и разновидности по структурным связям, составу и строению.
Первоначально строители пользовались информацией из СНиП II-15-74. Теперь при необходимости обращаются к ГОСТ 25100-2011.
Классификация грунтов
По строительным нормам грунты разделяют на скальные и нескальные:
- Скальные – породы, залегающие сплошным массивом и имеющие жесткие структурные связи. Это водоустойчивые и почти несжимаемые грунты. К такому типу относится известняк, песчаник, гранит, базальт и другие. При отсутствии трещин они служат прочным основанием для построек. Несущая способность трещиноватых слоев снижена.
- Нескальные – группа дисперсных грунтов с ослабленными структурными связями. Они состоят из минеральных частиц различного размера, по происхождению подразделяются на осадочные и искусственные. Осадочные породы образуются в результате разрушения и выветривания скальных пород. Искусственные почвы – это результат утрамбовки, намывания или насыпания. Дисперсионные грунты бывают связные (глина, суглинок) и несвязные (песок).
В каждом классе имеются собственные виды, типы и разновидности, обусловленные их происхождением, строением, составом и свойствами:
- Скальный. Категория представляет собой крепкие породы, которые отличаются прочностью и низким водопоглощением. Практически непригодны для строительства, так как залегают в виде массивов и на них трудно надежно закрепить объекты либо проложить магистрали. К скальным породам относятся: гранит, известняк и т. д.
- Полускальный. Сцементированные породы, которые могут уплотняться. На участке с полускальными грунтами строительство должно учитывать особенность материала и подбирать технологии и стройматериалы для дальнейшего предотвращения уплотнения и просадки. Чаще всего категория представлена гипсом и алевролитом.
- Песчаный. Непластичная почва, которая образовалась в результате разрушения скальных пород. В среднем гранулы песка могут иметь размеры. Каждая песчинка считается таковой при наличии размеров от 0,05 до 2 мм.
- Крупнообломочный. Очень похож на классический песчаный грунт, но при этом размер гранул будет превышать отметку в 2 мм. В составе почвы данного вида присутствует более 50% крупных обломков, благодаря чему почвосмесь имеет неоднородный состав.
- Глинистый. Глинистая почва представляет собой супермелкую фракцию, размер частиц которой составляет 0,005 мм. Изначально это скальная порода, которая была существенно деформирована и разрушена за длительный период времени. Глинистые и песчаные грунты преобладают на территории Российской Федерации.
Строительство может производиться на различных почвосмесях, но при этом важно учитывать свойства грунтов для выбора наиболее оптимальных стройматериалов.
Жесткие структурные связи в скальных почвах делают сложным застройку участков с таким типом грунтов. Плотная структура осложняет закрепление несущие элементы будущего объект.
Нескальные почвы не имеют жестких структурных связей и отличаются своим многообразием. Дисперсность и рассыпчатость почвы является главным признаком нескальных грунтов. Хоть прочность у нескальных почв значительно ниже, чем у скальных, но строительство на участках с таким типом почво наиболее предпочтительно.
В отдельный класс выделяют мерзлые грунты. Они образованы в результате природного или техногенного замораживания. Мерзлые основания прочны за счет криогенных связей, но параметр колеблется из-за сезонных изменений температуры воздуха. Только в районе вечной мерзлоты такие почвы стабильны.
Свойства грунтов
В зависимости от состава и свойства грунтов рассчитывается стоимость и технология строительных работ, а также трудоемкость земельных работ.
Основными свойствами грунтов выступают:
- Влажность. В зависимости от насыщенности почвы водой различают два типа грунтов: сухие и мокрые. Сухие почвосмеси содержат в своем составе не более 5% влаги. Мокрые грунты могут иметь показатель влажности более 30%, а также иметь разный размер пор.
- Плотность. Плотность материала рассчитывается путем измерения массы одного кубического метра почвы. В среднем нескальные породы имеют плотность в пределах 1,5-2 тонны/м3, а скальные – до 3 тонн.
- Размываемость. Показатель обозначает скорость течения жидкости, вымывающей породу. Если для мелкопесчаных грунтов этот показатель должен быть менее 0,6 м/с, то для глин – 1,5 м/с.
- Свойства грунтов Разрыхленность. Каждый грунт при разработке увеличивается в объеме и не восстанавливает свои изначальные размеры в течение длительного времени. При строительстве различают два типа разрыхления. Первоначальное разрыхление измеряется сразу после разработки почвы. Песчаные почвосмеси имеют первоначальный коэффициент в пределах 1,08-1,17, суглинки и глинистые – 1,14-1,3. Если грунт вывозится за территорию участка, то этот показатель позволяет эффективно использовать транспорт. Остаточное разрыхление для почв на основе песка равно 1,01-1,025, для глинистых и суглинистых – 1,015-1,09.
- Сцепленность. От сцепленности грунтов зависит сложность проведения работ. Мерзлый грунт имеет наибольший показатель сцепленности и является достаточно сложным для разработки. Песчаные почвы имеют силу сцепления 0,003-0,05 МПа, глинистые грунты – 0,005-0,2 МПа.
- Угол естественного откоса. Данный показатель имеет большое значение при устройстве отвалов и насыпей. Также показатели учитываются при рытье траншей и котлованов, откосов.
Определение свойств грунта на глаз
Инженерно-геологические изыскания проводят специализированные организации. Их представителя бурят скважины и берут образцы для лабораторного изучения. Эта процедура дорогостоящая, поэтому некоторые владельцы участков определяют тип грунта и глубину залегания подземных вод самостоятельно.
Тип почвы определяют по внешнему виду:
- Песок – комочки не образуются, частицы однородные, твердые, хорошо просматриваются. Размеры песчинок также можно оценить визуально. У гравелистого песка они до 5 мм, у крупного – до 2 мм, среднего – около 1 мм.
- Супесь – по ощущениям похоже на муку из-за пылеватых частиц, при сдавливании быстро рассыпается.
- Суглинок – крупинки песка чувствуются слабо, влажные комочки хорошо держатся.
- Глина – мелкий желтоваты порошок при намокании липнет к рукам, образуются твердые комочки.
На что влияют свойства грунтов при строительстве фундамента
От состава и характеристик залегающей породы зависит прочность и долговечность возводимого здания. Недостаточная несущая способность, пучинистость или склонность к проседанию приводит к появлению трещин, перекосам и другим проблемам с целостностью стен дома и фундамента.
Также от геологических особенностей участка зависит метод выемки земли, выбор техники. Разработка котлована ведется ручным, машинным или взрывным способом.
В зависимости от плотности почвы в частном строительстве применяются лопаты, кирки, ломы, отбойные молотки. Плотность почвы влияет на формирование стен и откосов котлована.
В крупнообломочных грунтах допустимы вертикальные стенки без укрепления глубиной до 2 м, а в песчаных только 1 м.
Прочные грунты (скальные, крупнообломочные, песчаные) подходят для возведения домов различной этажности и не имеют особых требований к фундаменту.
На слабых почвах, при высоком уровне грунтовых вод устраивают столбчатые, свайные основания или монолитную железобетонную плиту.
Для глинистой почвы, подверженной пучению, необходимо закладывать заглубленный ленточный фундамент ниже точки промерзания.
Как улучшить характеристики физических свойств разновидностей грунтов
Не стоит расстраиваться, и тем более отказываться от строительства, в том случае, если в результате геологических изысканий обнаружилось, что грунт на вашем участке глинистый, или мелкозернистый и пылевидный песок, или даже торфянистый. Существует множество способов, как улучшить физические характеристики разновидностей грунтов, правда, они приводят к дополнительным финансовым затратам, размер которых лучше оценить заранее.
Мелкозернистый и пылевидный песок, а также глинистые грунты обеспечивают приемлемые характеристики только в сухом состоянии. При обилии влаги они становятся текучими, а в зимнее время, промерзая, пучинятся.
Чтобы этого не происходило, проводят специальные мероприятия, например, заглубляют подошвы фундамента ниже глубины промерзания почвы.
Кроме того, как советуют некоторые специалисты, на таких грунтах желательно ставить тяжелый дом, со стенами из кирпича или блоков, поскольку легкую конструкцию при зимнем пучении грунт выдавит.
Хороший результат дает искусственно созданное для фундамента песчаное основание, так называемая песчаная подушка. Ее часто устраивают под ленточный фундамент при строительстве загородных домов без подвала.
Толщина «подушки» может достигать половины всей высоты фундамента, а так как песок дешевле, чем бетон и арматура, это дает неплохую экономию финансов.
Да и сама процедура весьма проста: средне- или крупнозернистый песок засыпают в траншею или котлован слоями по 150—200 мм, тщательно утрамбовывают и каждый слой проливают водой.
Если вам достался участок на торфянике, следует просто убрать весь торф и засыпать образовавшийся котлован песком, сделав песчаную подушку.
В том случае, если уровень грунтовых вод на вашем участке высок и их захватывает глубина промерзания, то необходимо провести работы, направленные на понижение этого уровня (осушение, прокладка глубоко расположенных дренажных труб или канав и т. д). Особое внимание следует уделить и отводу поверхностных, атмосферных и производственных вод путем организации вертикальной планировки, ливнестоков, водоотводных канав или лотков.
Необходимо предпринять меры, направленные на снижение сил морозного пучения. Для этого следует возводить фундаменты простейших форм с минимальной площадью поперечного сечения, например столбчатые или свайные, и снижать глубину промерзания грунта около фундаментов теплоизоляционными материалами.
Видео
В сюжете – Стоит ли знать свойства грунтов на вашем участке для начала строительства частного дома
В сюжете – Как самостоятельно произвести геологическое исследование грунта основания на своём участке
В сюжете – Выбор несущего слоя основания и типа фундамента по Геологии
В сюжете – Несущая способность разных типов грунта
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как залить бетонный пол в бане по грунту
Источник
https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/12/Klassifikatsiya-i-stroitelnyye-svoystva-gruntov.html
Земляные сооружения, технологические свойства грунтов
Строительство зданий и сооружений начинается с возведения подземной части объектов и сопряжено с выполнением значительных объемов земляных работ.
Земляные работы относят к наиболее тяжелым и трудоемким видам строительных работ, выполняемым в сложных условиях и в значительной степени зависимым от природно-климатических факторов. Поэтому перед проектировщиками, технологами ставятся задачи разработки и реализации технологий, способствующих сокращению объемов земляных работ на строительной площадке.
Земляные работы выполняют различными методами, которые объединены в четыре группы:
- механические,
- гидравлические,
- взрывные,
- ручные.
Механическим методом перерабатывается грунта около 95 %, гидравлическим – около 2 %, взрывным – до 1 % всего объема земляных работ. Производство работ вручную даже в небольших объемах влияет на общие затраты труда, так как производительность ручного труда в 20…30 раз ниже механизированного.
Результатом выполнения земляных работ являются различного вида земляные сооружения, представляющие собой выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки. Выемку шириной до 3 м и имеющую длину, значительно превышающую ширину, называют траншеей.
Выемку, длина которой не превышает десятикратной ее ширины, называют котлованом. Выемки под отдельно стоящие небольшие фундаменты или столбы называют ямами.
Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки.
Выемки, разрабатываемые для добычи недостающего для строительства грунта, называют резервами; а насыпи, в которые осуществляют отсыпку излишнего грунта, – кавальерами или отвалами.
Места, где осуществляют разработку песка или других строительных материалов называют карьерами. Выемки, закрытые с поверхности земли и устраиваемые для прокладки туннелей называют подземными выработками.
Земляные сооружения разделяют:
- по отношению к поверхности грунта – выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки;
- по сроку службы – постоянные и временные;
- по геометрическим параметрам – глубокие, мелкие, протяженные и т.п.;
- по функциональному назначению – котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки и т.п.
К временным земляным сооружениям относят выемки, разрабатываемые при возведении фундаментов зданий, для прокладки водопроводных, газовых и других сетей, насыпи для временных дорог и т.п. К постоянным относят сооружения, предназначенные для долгосрочной эксплуатации – земляные плотины, каналы, полотно дороги и т.п.
Земляные сооружения являются результатом процессов переработки грунта, основными из которых являются разработка грунта, его перемещение и укладка.
В ряде случаев им предшествуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы.
Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные – до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называют земляными работами.
Технологические свойства грунтов. В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства грунтов влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ.
В зависимости от характеристик грунты влияют на оценку пригодности их в качестве оснований зданий и сооружений, размера допускаемой на них нагрузки, возможности их использования в качестве материала для устройства постоянных насыпей и выемок, а также выбора метода разработки грунтов.
Различают песчаные грунты – сыпучие в сухом состоянии, не обладают свойством пластичности. Они водопроницаемы. С изменением влажности меняется и объем песка. Наибольший объем имеет песок во влажном состоянии (все пространство между частицами заполнено водой).
Наименьший объем имеет песок, насыщенный водой (песок осел на дно, вода выдавила из пор воздух и сама поднялась в верхние слои) Промежуточное положение занимает песок в сухом состоянии (свободное пространство между частицами заполнено воздухом).
Пески подразделяют на: мелкий – более 50 % объема составляют частицы размером 0,1…0,25 мм; средний – более 50 % объема составляют частицы 0,25…0,5 мм; крупный – более 50 % объема составляют частицы 0,5…3 мм.
Важным компонентом большинства грунтов является наличие в них глинистых частиц. В песках глинистых частиц содержится менее 3 %; в супесях – 3…10 %, в суглинках – 10…30 %; в песчаных глинах – 30…60 %; в тяжелых глинах – более 60 %.
Глинистые грунты – связные и обладающие свойством пластичности. Глины впитывают воду в большом количестве и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9 %, и глинистые грунты сильно пучатся. При высыхании глины, наоборот, с трудом отдают влагу и трескаются.
Суглинок имеет свойства глины, супесь – песка, но в значительно меньшей степени.
Для выбора наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов – плотность, влажность, сцепление, удельное сопротивление резанию, разрыхляемость и угол естественного откоса.
Плотностью называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов 1,6…2,1 т/м3, а скальных неразрыхленных грунтов до 3,3 т/м3.
Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % – сухими.
Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу Так, сцепление для песчаных грунтов равно 3…50 кПа, для глинистых – 5…200 кПа.
Удельное сопротивление резанию зависит как от свойств разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного оборудования. С учетом этого в строительном производстве грунты по трудности их разработки классифицируют по группам (приведены в нормативных документах).
Для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на шесть, для многоковшовых экскаваторов и скреперов – две, для бульдозеров и грейдеров – три группы. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю – трудно разрабатываемые.
Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в процессе его разработки, при этом плотность его уменьшается.
Это называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления.
Коэффициент Кр вычисляют как отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии (для песчаных Кр = 1,08…1,17, для суглинков Кр = 1,14…1,28, для глинистых грунтов Кр = 1,24…1,3).
В насыпи разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, смачивания дождем и других внешних воздействий уплотняется.
Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление.
Показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Кор, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01…1,025, суглинистых – 1,015…1,05, глинистых – 1,04…1,09.
Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами. Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса.
Крутизна откоса определяется отношением его высоты к заложению: h/а = 1/m,
где т – коэффициент откоса (приведены в нормативных документах); h – высота откоса; a – заложение откоса.
По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками (без их крепления) допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую следующих значений: в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах – 1 м; в супесях – 1,25 м; в суглинках и глинах – 1,5 м; в особо плотных нескальных грунтах – 2,0 м. При глубине больше указанной котлованы и траншеи разрабатывают с откосами или с креплением стенок.
К подготовительным и вспомогательным процессам, связанным с разработкой выемок и возведением насыпей, относятся разбивка земляных сооружений (рис. 1), водоотвод, водоотлив и понижение уровня грунтовых вод, временное крепление стенок выемок, искусственное закрепление грунтов, разрыхление плотных грунтов.
Рис. 1 — Схема разбивки котлованов и траншей: а) схема разбивки котлована; б) схема обноски; в) элементы обноски разового использования; г) инвентарная металлическая обноска; д) схема разбивки траншеи; I-I и II-II – главные оси здания; III-III – оси стен здания; 1 – границы котлована, 2 – обноска, 3 – проволока (причалка); 4 – отвесы; 5 – доска; 6 – гвоздь; 7 – стойка
Разбивка земляных сооружений. Разбивка состоит в установлении и закреплении положения сооружений на местности. Разбивку осуществляют с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений.
Разбивку котлована начинают с выноса и закрепления на местности (в соответствии с проектом) створными знаками основных рабочих осей, в качестве которых обычно принимают главные оси здания I-I и II-II. Затем вокруг будущего котлована на расстоянии 2…3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноску.
Обноска разового использования состоит из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных деревянных столбов и прикрепленных к ним досок.
Доска должна быть толщиной не менее 40 мм, иметь обрезную грань, обращенную кверху, и опираться не менее чем на три столбика. Более совершенной является инвентарная металлическая обноска, состоящая из металлических стоек и труб, укрепленных на стойках хомутами.
Для пропуска транспортных средств в обноске должны быть разрывы. При значительном уклоне местности обноски делают с уступами.
На обноску переносят основные разбивочные оси и, начиная от них, размечают все остальные оси здания. Все оси закрепляют на обноске гвоздями или пропилами и нумеруют. На металлической обноске оси закрепляют краской.
Размеры котлована поверху, понизу и другие характерные его точки отмечают забитыми в грунт хорошо видимыми колышками или вехами. После возведения подземной части здания основные разбивочные оси переносят на его цоколь.
Для линейно протяженных сооружений (например, для траншей) устраивают только поперечные обноски, которые располагают на прямых участках через 50 м, на закруглениях – через 20 м. Обноску устраивают также на всех пикетах и точках перелома профиля трассы.
Грунты и основания
← Вернуться к списку статей
Грунты обладают различными свойствами, которые оказывают значительное влияние на выбор типа фундамента. Важнейшие из них это несущая способность и степень пучинистости.
Основание — это часть грунта, на которую опирается фундамент здания.
Виды грунтов
Какие бывают грунты?
- скалистые грунты идеальный вариант. Огромная несущая способность и отсутствие пучинистости
- хрящеватые грунты (гравий, обломки камня) обладают большой несущей способностью, непучинисты. Можно использовать ленточный фундамент на глубину не менее 50 см.
- песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Песчаные грунты являются хорошими основаниями для фундамента. В зависимости от размеров частиц песчинок подразделяются на подтипы:
- гравелистые пески (0,25-5,0 мм);
- крупные пески (0,25-2 мм);
- пески средней крупности (0,1-1 мм);
- пылеватые и мелкие пески (менее 0,1 мм), близки к глинистым грунтам
- глинистые грунты способны сжиматься, размываться, вспучиваться при замерзании, при этом в зависимости от различного насыщения водой в разной степени. Из-за этого глинистые грунты не слишком хороши для фундамента. Поэтому фундамент на глинистых грунтах часто необходимо закладывать ниже глубины промерзания. Виды глинистых грунтов:
Виды глинистых грунтов
Грунт Количество глинистых частиц Способ определения Супеси 3-10 % Трудно скатывается или не скатывается в шнур Суглинки 10-30% Может скатываться в шнур диаметром более 1 мм Глины более 30% При раскатывании дает прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм - Лёсс. Особый вид грунта, состоящий из песка и минеральных солей, которые легко разрушаются при увлажнении либо повышенной нагрузке. Лёсс отличается тем, что в случае сильного намокания катастрофически просаживается.
- Чернозем. Верхний плодородный слой почвы. Совершенно не подходит для строительства. Устройство фундамента на таком грунте не допускается, необходимо докопаться до других более глубоких слоев почвы.
Свойства грунтов
Пористостью грунта называется отношение объема минеральной части грунта к объему пор. Чем больше показатель e, тем более рыхлый грунт. Механические показатели грунта снижаются с увеличением e. Слои грунта, лежащие на большей глубине имеют большую плотность и меньшую пористость.
Глинистые грунты, такие как глина, супесь и суглинки с увеличением влажности грунта переходят в пластичное состояние. Это происходит при достижении определенного значения влажности WP, после которого грунт начинает раскатываться.
При дальнейшем увеличении влажности свыше значения WL, грунт становится текучим. Величина, определяющая степень пластичности называется показателем текучести JL. Показатель текучести — это характеристика влажности глинистого грунта.
При JL ≤ 0 — грунт сухой и твердый; при 0 < JL < 1.0 грунт пластичный, а при JL ≥ 1 — грунт текучий.
Пористость грунта и показатель пластичности являются важнейшими показателями при определении несущей способности грунта. Согласно СНиП Основания зданий и сооружений расчетные сопротивления грунтов определяются как:
| 0,5 | 6,0 | 4,0 |
| 0,6 | 5,0 | 3,0 |
| 0,8 | 3,0 | 2,0 |
| 1,1 | 2,5 | 1,0 |
| 0,5 | 3,0 | 2,5 |
| 0,7 | 2,5 | 1,8 |
| 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| 0,5 | 3,0 | 3,0 |
| 0,7 | 2,5 | 2,0 |
| крупные | 6,0 | 5,0 | |
| средней крупности | 5,0 | 4,0 | |
| мелкие | маловлажные | 4,0 | 3,0 |
| влажные и насыщенные | 3,0 | 2,0 | |
| пылеватые | маловлажные | 3,0 | 2,5 |
| пылеватые влажные | 2,0 | 1,5 | |
| пылеватые насыщенные | 1,5 | 1,0 |
Выводы из таблиц:
- чем крупнее фракция песка, тем большую несущую способность он имеет;
- почти все грунты снижают свою несущую способность при увеличении влажности, причем некоторые в 2,5 раза, однако это зависимость сильнее всего проявляется у глины и уменьшается с увеличением доли и размеров частиц песка;
- уплотненные грунты выносливее чем неуплотненные. Сильнее всего эта зависимость проявляется у глин, где уплотненный грунт почти в 2,5 раза более выносливый чем неуплотненный.
Уровень грунтовых вод
Обычно вода находится в земле на определенном стабильном (хотя и изменяемом в течение года) уровне грунтовых вод (часто его сокращают как УГВ). Ниже уровня грунтовых вод земля погружена под воду, однако влага может подниматься и выше за счет капиллярного эффекта. Чем меньше размер частиц грунта, тем выше может подняться влага.
Как видно из таблиц в предыдущем разделе, повышение влажности грунта снижает его несущую способность. Однако увлажнение грунта обладает еще одним отрицательным эффектом. Этот эффект — пучинистость. Влажный грунт становиться пучинистым, и чем больше воды он содержит, тем более проявляются пучинистые свойства.
| Максимальный уровень подъема капиллярной влаги, м | 0,5 – 1 | 1,0 – 1,5 | 4,0 – 5,0 | до 12 (!!!) |
| среднепучинистый грунт | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
| сильно пучинистый грунт | – | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
Морозное пучение грунта
Морозное пучение – явление, которое происходит с влажным грунтом при замерзании. Движущей силой морозного пучения является силы давления, возникающие при образовании льда во влажном грунте. Поэтому морозное пучение наиболее свойственно грунтам, которые могут удерживать воду. А эта способность возрастает с уменьшением размера частиц.
Карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов
Глубина, на которую промерзает грунт зависит от географического местоположения места строительства и индивидуальных свойств грунта.
Однако существует усредненная карта промерзания грунта, по которой можно определить приблизительную глубину промерзания.
Карта предназначена для определения глубины промерзания суглинистых грунтов и является наихудшим случаем. Часто глубина промерзания на самом деле является значительно меньшей.
Наиболее пучинистые грунты расширяются при пучении на величину до 10%. Что при глубине промерзания 150 см означает подъем грунта на 15 см.
Для фундамента пучение грозит следующими проблемами:
- если фундамент расположен выше глубины промерзания, то на него действует сила, которая стремиться его поднять. Наибольшая опасность при этом возникает, если грунт неоднородный и на разные части фундамента действуют разные силы. При этом появляется опасность развития вертикальных трещин.
- во всех случаях на фундамент действуют горизонтальные силы сдавливания. При этом ленточный фундамент подвергается опасности быть вдавленным внутрь.
Столбчатый фундамент грунт стремиться обхватить и вытолкнуть вверх, даже если подошва столба находится ниже линии промерзания.
Таким образом, если фундаментный столб имеет хорошее сцепление с грунтом и слабо нагружен (например, столбы забора или ненагруженный фундамент, оставшийся на зимовку), то грунт выдавливает его на поверхность (за сезон на несколько сантиметров). Кстати, аналогичный процесс приводит к всплытию валунов на поверхность земли.
Глава 1. СВОЙСТВА ГРУНТОВ
Грунты — горные породы, являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека и используемые как основание, среда или материал для возведения сооружений.
По происхождению (генезису) горные породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические [2]. Магматические (изверженные) породы, образовавшиеся в результате застывания магмы, имеют кристаллическую структуру и классифицируются как скальные грунты.
Осадочные породы, образовавшиеся в результате разрушения (выветривания) горных пород и осаждения продуктов выветривания из воды или воздуха, могут быть скальными и нескальными.
Метаморфические породы — это претерпевшие изменения под влиянием высоких температур и больших давлений магматические и осадочные породы; характеризуются они наличием жестких, преимущественно кристаллизационных связей и классифицируются как скальные грунты.
Осадочные грунты по своему происхождению делятся на континентальные и морские отложения. При этом к морским относятся отложения современных и древних морей. Древние морские отложения — это мелы, песчаники, известняки, доломиты, мергели, юрские и девонские глины и др.
В зависимости от возраста грунты относят к различным геологическим системам. Самыми молодыми осадочными грунтами являются отложения четвертичной системы (Q). Более древние грунты относятся к следующим системам: неоген (N), палеоген (P), меловая (К), юрская (J), триасовая (Т), пермская (Р), каменноугольная (С), девонская (D), силурийская (S), ордовикская (О), кембрийская (С).
В инженерной деятельности чаще используются четвертичные осадочные грунты, которые подразделяются на генетические типы, приведенные в табл. 1.1.
Грунты, как правило, являются трехфазными системами и состоят из твердых частиц, поры между которыми заполнены водой и газом. Строительные свойства грунтов определяются минералогическим и гранулометрическим составом, структурой, текстурой и состоянием в природном залегании.
ТАБЛИЦА 1.1. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ГРУНТОВ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ВОЗРАСТА
| Типы грунтов | Обозначение |
| Аллювиальные (речные отложения) | a |
| Озерные | l |
| Озерно-аллювиальные | lа |
| Делювиальные (отложения дождевых и талых вод на склонах и у подножия возвышенностей) | d |
| Аллювиально-делювиальные | ad |
| Эоловые (осаждения из воздуха): эоловые пески, лессовые грунты | L |
| Гляциальные (ледниковые отложения) | g |
| Флювиогляциальные (отложении ледниковых потоков) | f |
| Озерно-ледниковые | lg |
| Элювиальные (продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте образования) | е |
| Элювиально-делювиальное | ed |
| Пролювиальные (отложения бурных дождевых потоков в горных областях) | p |
| Аллювиально-пролювиальные | ap |
| Морские | m |
При изучении состава грунтов выделяют четыре основные группы образований: первичные минералы — кварц, полевые шпаты, слюды и др.; глинистые (вторичные) минералы, образовавшиеся в процессе выветривания магматических и метаморфических пород; соли — сульфаты (гипс, ангидрит и др.), карбонаты (кальцит, доломит и др.), галоиды; органические вещества.
Под структурой грунта понимают размер, форму и количественное соотношение слагающих его частиц, а также характер связи между ними. Размер частиц и их количественное соотношение в грунте определяют на основе гранулометрического (зернового) анализа.
Содержание каждой фракции выражается в процентах от массы высушенной пробы грунта. По характеру структурных связей выделяют грунты с жесткими (кристаллизационными) связями и грунты с водно-коллоидными связями [2]. Кристаллизационные связи развиты в магматических, метаморфических и осадочных сцементированных породах, т.е.
в скальных грунтах. Водно-коллоидные связи характерны для глинистых грунтов.
Под текстурой грунтов понимают пространственное расположение элементов грунта с разным составом и свойствами. Текстура характеризует неоднородность строения грунта в пласте (например, слоистые текстуры песчано-глинистых грунтов). Текстурные особенности грунтов определяют пути фильтрации воды, интенсивность и направление деформаций сдвига массива грунта.
Грунтоведение / Под ред. В.Т. Трофимова
Загрузка...
