Физические свойства грунтов для строительства - Дневник садовода parnikisemena.ru
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Физические свойства грунтов для строительства

Свойства грунтов

Свойства грунта — это особенности грунта, обусловленные его составом, взаимоотношением и взаимодействием слагающих грунт компонентов (твердых, жидких и газообразных). Различают физические, механические, магнитные, электрические, водные и др. свойства. Здесь мы остановимся на физических и механических свойствах, поскольку на их основании производятся расчеты фундаментов, подпорных стенок и других элементов сооружений, взаимодействующих с геологической средой. Кроме того, свойства являются исходными данными (не единственными, но очень важными) для изучения и прогнозирования развития экзогенных геологических процессов.

Физические свойства грунтов

Физические свойства грунтов — особенности грунтов, определяющие их поведение в естественных условиях и при взаимодействии с продуктами инженерной и хозяйственной деятельности человека. Ниже приведены основные физические свойства грунтов.

1. Гранулометрический состав (для дисперсных грунтов) — количественное содержание в грунте первичных частиц по фракциям (размерам зерен), выраженное в процентах от общей массы грунта.

2. Плотность . При этом различают плотность грунта и плотность скелета грунта (т.е. частиц грунта).

3. Пористость и коэффициент пористости. Пористость характеризует объем пор в единице объема грунта, а коэффициент пористости — отношение объема пор к объему твердой компоненты.

4. Влажность . Различают естественную влажность — т.е. влажность образца на момент его отбора из горной выработки (причем она может быть весовой, т.е. отношение массы воды к массе скелета грунта, или объемной, т.е. отношение объема воды в грунте к объему всего грунта); степень влажности (коэффициент водонасыщения) — относительную долю заполнения пор водой в данном грунте; гигроскопическую влажность — отношение массы воды, удаляемой из образца воздушно-сухого грунта, высушенного при температуре 105 градусов до постоянной массы, к массе высушенного грунта.

5. Пределы пластичности (только для глинистых грунтов). Пластичность — это способность грунта деформироваться без разрыва сплошности под воздействием внешних сил и сохранять полученную форму после прекращения воздействия. Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее называется верхним пределом пластичности . Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое — влажность нижнего предела пластичности . Разность между значениями влажности для верхнего и нижнего пределов называется числом пластичности . Показатель консистенции — отношение разности весовой влажности и влажности нижнего предела к числу пластичности.

6. Набухаемость грунтов (только для глинистых) — способность грунтов увеличивать свой объем при замачивании. при этом развивается давление набухания.

7. Усадочность (для глинистых и органогенных грунтов) — способность грунтов уменьшать свой объем при обезвоживании.

8. Размокаемость — способность грунтов при замачивании в спокойной воде терять свою связность и превращаться в рыхлую массу.

9. Размягчаемость — способность скальных грунтов снижать свою прочность при взаимодействии с водой.

Механические свойства грунтов

Механические свойства грунтов — это те свойства, которые проявляются при приложении к грунтам нагрузок. Основные свойства:

1. Сжимаемость дисперсных грунтов — способность уменьшаться в объеме под действием внешнего давления. Компрессионная сжимаемость (компрессия) — способность грунта сжиматься под постоянной, ступенчато возрастающей нагрузкой.

2. Просадочность — способность лессовых и других пылеватых грунтов к уменьшению объема при дополнительном увлажнении. Различают просадки при природном давлении (от веса вышележащего грунта) и дополнительном (от веса сооружения).

3. Прочность — способность грунта сопротивляться разрушению под влиянием механических напряжений. Параметры прочности соответствуют критическим напряжениям, т.е. тем, при которых происходит разрушение грунта.

4. Модуль упругости (Е) — отношение напряжения, при котором начинается разрушение, к разности относительной деформации конца и начала разгрузки.

5. Модуль общей деформации (Ео) — отношение разности конечного и начального напряжений к разности конечной и начальной относительной продольной деформации.

6. Угол внутреннего трения — параметр линейной зависимости сопротивления сдвигу от вертикальной нагрузки. Для песчаных грунтов равен углу предельного откоса.

7. Сцепление — характеристика структурных связей грунта.

В.В. Дмитриев, Л.А. Ярг. Методы и качество лабораторного изучения грунтов: учебное пособие. — М.: КДУ, 2008. — 542 с.

Е.М. Пашкин, А.А. Каган, Н.Ф. Кривоногова. Терминологический словарь-справочник по инженерной геологии. — М.: КДУ, 2011. — 952 с.

Грунты. Строительные свойства грунтов

Грунт представляет собой естественную среду, в которой размеща­ется подземная часть зданий и сооружений. Грунтами в строительстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и пред­ставляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы. Раз­личают следующие основные виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты. От строительных свойств грунтов за­висит прочность и устойчивость возводимых сооружений, методы про­изводства, трудоемкость и стоимость работ.

При выборе методов производства земляных работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность (трудоемкость) разработки. В зависимости от этих характеристик грунты в строительстве рассматривают сточки зрения:

■ пригодности в качестве оснований различных зданий и сооружений и размера допускаемой на них нагрузки;

■ возможности их использования в качестве постоянных сооружений, т. е. как материала для устройства насыпей и выемок;

■ целесообразности или возможности применения того или иного метода разработки грунтов.

Песчаные грунты сыпучие в сухом состоянии, не обладают свой­ством пластичности. Они водопроницаемы, при определенной скорости течения воды размываются, 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 (более тяжелый 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).

Глинистые грунты связные и обладающие свойством пластично­сти. Глины сильно впитывают воду и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9%, благодаря чему гли­нистые грунты сильно пучатся, при высыхании грунты, наоборот, с трудом отдают влагу, уменьшаются в объеме и трескаются. Во влаж­ном состоянии глина пластична и почти водонепроницаема, с увеличе­нием влажности сцепление частиц глины уменьшается, и глина легко размывается проточной водой.

Суглинокимеет свойства глины, супесь песка, но в значительно меньшей степени. В глинистых грунтах особо выделены лессовидныегрунты. В сухом состоянии лесс обладает значительными прочностью и твердостью, но при соприкосновении с водой легко ее впитывает, при этом расплывается, сильно уменьшается в объеме, резко теряет несущую способность, становится просадочным.

Гранулометрический состав грунта.В зависимости от среднего размера частиц, мм, составляющих грунт, их подразделяют на:

Пески, в свою очередь, подразделяют на: мелкий — более 50% объ­ема составляют частицы размером 0,1. 0,25 мм; средний — то же, час­тицы 0,25 . 0,5; крупный — 0,5. 3 мм.

Важным компонентом большинства грунтов является наличие в них глинистых частиц. Грунты, в зависимости от содержания в их объеме глинистых частиц подразделяются: пески — 60%.

Влажность грунтахарактеризуют степенью насыщения грунта водой и определяют отношением массы воды в грунте к массе твер­дых частиц грунта. В зависимости от влажности, грунты подразделяют на маловлажные (до 5%), влажные (до 30%), насыщенные водой (> 30%). Воду, находящуюся в порах влажных и насыщенных водой грунтов, называют грунтовой.

Коэффициент фильтрации грунта. Скорость движения грунто­вых вод зависит от пористости грунта; она различна для разных грун­тов и пород и поэтому характеризует водопроницаемость этих грун­тов. Скорость движения грунтовой воды, (м/сут) называют коэффици­ентом фильтрации грунта. Чем меньше размер частиц грунта, тем меньше и поры между этими частицами, а значит и скорость фильтра­ции воды между ними и наоборот. Коэффициенты фильтрации для различных грунтов, м/сут: глина — 0; суглинок —

Плотность грунта — это масса 1 м 3 грунта в естественном со­стоянии, т. е. в плотном теле. От плотности и силы сцепления частиц грунта между собой зависит производительность строительных машин. Плотность различных видов грунта изменяется в значительных преде­лах. Так, плотность илистых грунтов в среднем составляет 0,6 т/м 3 , песчаных грунтов — 1,6. 1,7 т/м , скальных грунтов — 2,6. 3,3 т/м 3 .

Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Так, сила сцепле­ния для песчаных грунтов составляет 0,03. 0,05 МПа, для глинистых -0,05. 0,3 МПа.

Разрыхляемость. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине раз­личают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Уве­личение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для раз­личных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Со вре­менем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от выше­лежащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механическо­го воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхлен-ности грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением. Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называ­ют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления (табл. 2.1).

Коэффициенты разрыхления для различных грунтов

Наименование фунтовКоэффициенты разрыхления
первоначальногоостаточного
Глина Суглинок Торф Песок и супесь1,26. 1,32 1,14. 1,28 1,2—1.3 1,08. 1,171,04. 1,09 1,02. 1,05 1,03—1,04 1.01 — 1,03

Для ускорения уплотнения грунтов, отсыпанных в насыпь, приме­няют искусственное уплотнение катками, трамбованием, вибрацией, а для песчаных грунтов удобнее активный пролив водой.

Липкость — способность грунта при определенной его влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая прилипаемость грунта усложняет выгрузку грунта из ковша машины или кузо­ва, условия работы транспорта и др. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин липкость достигает 0,05 МПа).

Классификация грунтов по трудности их разработки (удельное сопротивление резанию).Классификация приводится в ЕНиР 2-1-1 «Земляные работы». Она учитывает свойства различных грунтов и конструктивные особенности землеройных и землеройно-транспортных машин, которые применяют для разработки грунтов. Для одноков­шовых экскаваторов грунты подразделяют на 6 групп, для многоков­шовых экскаваторов и скреперов — на 2 группы, для бульдозеров и грейдеров — на 3 группы.

Для разработки грунта вручную принято 7 групп, а именно: песок, супесок, суглинок, глина, лесс — группы 1. 4; крупнообломочные грунты — группа 5; скальные грунты — группы 6 и 7.

Грунты 1. 4 групп легко разрабатываются ручным и механизиро­ванным способами, последующие группы — грунты требуют предварительного рыхления, в том числе и взрывным способом.

Крутизна откосов.По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей свертикальными 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.

Читать еще:  Топ 17 лучших статей о подкормке

Допускается рытье траншей глубиной до 3 м без креплений в осо­бо плотных нескальных породах при условии, что они будут разраба­тываться с помощью механизмов и без спуска рабочих в эти траншеи.

При глубине больше указанной котлованы и траншеи разрабатывают с откосами или с креплением стенок.

Допустимая крутизна откосов в грунтах естественной влажности из условий безопасного производства работ зависит от глубины разраба­тываемой выемки или высоты насыпи и принимается по табл. 2.2.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Основание под фундамент

Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта

Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта

Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта

Грунт свойства. Определение и расчет основных физических и механических свойств грунта в лабораторных условиях регламентируется ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12248-2010 и позволяет принимать соответствующие рациональные проектные решения на этапе проектирования строительства.

От 40 до 50% объема инженерно-геологических работ приходится на лабораторные испытания. Инженерные изыскания предоставляют заказчику детальную информацию об исследуемом участке под застройку: данные о геологии участка, основные геологические особенности территории, а также прогноз на возможное изменение данных условий в ходе строительства и эксплуатации возведенного здания или сооружения.

Физические свойства грунта

Физические свойства грунта характеризуют физические состояние грунта и способность изменять это состояние под влиянием физико-химических факторов. Они оказывают значительное влияние на технологию производства земляных работ.

Плотность грунта – отношение массы грунта m, включая массу воды в его порах, к объему грунта V

Влажность грунта характеризует насыщенность грунта водой и определяется отношением массы содержащейся в нём воды m2 к массе твёрдых минеральных частиц грунта m1

Сухие грунты имеют влажность до 5%, влажные – от 5 до 30%, мокрые – свыше 30%.

Удельный вес грунта – вес занимаемого грунтом объёма

Относительное содержание твёрдых частиц – отношение объёма твёрдых частиц V1 к объёму грунта

Пористость грунта – отношение объема пор Vпор к полному объему V, занимаемого грунтом

n = V пор /V = 1 — ρ d /ρ s , %,

где ρ d – плотность сухого грунта, ρ s – плотность твердых частиц грунта.

Коэффициент пористости грунта – отношение объема пор в образце к объему, занимаемому его твердыми частицами

e = ρ s /ρ d — 1 = n/(1-n) .

Водонасыщение – степень заполнения объема пор грунта водой

ρ ω – плотность воды.

Набухание грунта – увеличение его объема при взаимодействии с водой; свойственно глинистым грунтам при их замачивании.

Механические свойства грунта

Механические свойства грунта определяются действием внешней нагрузки или при изменении их физического состояния.

1) Деформационные – способность грунта сопротивляться развитию деформаций:

Сжимаемость грунта – изменение своего первоначального объёма за счёт перекомпоновки частиц и уменьшения пористости; характеризуется модулем деформации, коэффициентом уплотнения и модулем осадки.

зависит от его пористости, фанулометрического и минералогического составов, природы внутренних структурных связей и характера действия нагрузки;

Модуль общих деформаций – учитывает все упругие и остаточные деформации при одноразовом воздействии на грунтовое основание сжимающей нагрузки. Используется при расчёте осадок фундамента.

2) Прочностные – способность грунта сопротивляться разрушению:

Прочность грунта – сопротивляемость сдвигу;

Твердость грунта – сопротивление прониканию твердого тела.

3) Фильтрационные – способность грунта отжимать воду из своих пор:

Водопроницаемость грунта – способность пропускать через поры воду под действием разности напоров;

Скорость фильтрации – расход воды через единицу площади;

Коэффициент фильтрации kf характеризует фильтрационные свойства грунта и определяется эксперементально

где V – объём профильтровавшейся воды при одном замере, см³; A – площадь поперечного сечения цилиндра фильтрационной трубки см²; j – градиент напора (отношение перепада высот ΔH к длине фильтрационного промежутка l: j = ΔH/l ); t – время фильтрации, с.

Просадочность – способность грунта легко размокать, размываться, а при замачивании давать значительные просадки под действием нагрузки.

пластичность (способность грунта под действием внешних сил изменять свои размеры и форму без образования трещин), размываемость (способность оказывать сопротивление разрушающему действию воды).

Разрыхляемость грунта характеризуется увеличением его объема при разработке, по сравнению с объемом в природном состоянии и выражается коэффициентом первоначального разрыхления – Кр. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт после уплотнения по сравнению с природным состоянием сохраняет остаточное разрыхление, которое характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления Ко.р.

Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта

Поделиться ссылкой в социальных сетях

Строительные свойства грунтов

Грунты. Виды грунтов. Строительные свойства

В 1995 г. был разработан Межгосударственный стандарт ГОСТ 25100—95 Грунты. Указанный стандарт распространяется на все грунты и устанавливает их классификацию, применяемую при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и строительстве.

В соответствии с указанным ГОСТом все виды грунтов подразделяются на четыре класса: I — природные скальные; II — природные дисперсные; III — природные мерзлые; IV — техногенные.

Классификационные признаки отдельных видов грунтов в соответствии с этим стандартом следующие.

Скальные грунты. Класс природных скальных грунтов объединяет грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными) — магматические, метаморфические и сцементированные осадочные породы: граниты, диориты, базальты, гнейсы, кварциты, мраморы, конгломераты и др. Они несжимаемы, водонепроницаемы и водоустойчивы. По механической прочности к скальным грунтам относятся горные породы, которые имеют предел прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии больше 5 МПа. Наибольшей прочностью на сжатие, МПа, обладают породы: магматические — 80—400, метаморфические — 100—300, осадочные (песчаники, конгломераты) — до 120.

Высокие прочностные свойства скальных грунтов объясняются наличием в их структурах кристаллических связей, которые возникают при кристаллизации магмы либо в процессе метаморфизма, либо в результате цементации рыхлых образований.

Полускалъные грунты. К этой группе относятся главным образом сравнительно слабо сцементированные и хемогенные осадочные породы: гипс, ангидрит, каменная соль, известняк-ракушечник, мел, опоки, песчаники со слабым цементом, а также сильно трещиноватые и выветрелые скальные породы.

Важной особенностью полускальных грунтов является их неустойчивость к воде (размягчение, растворение). Некоторые грунты растворимы в воде (гипс, каменная соль). Другие в воде размягчаются. Особенно сильно размягчаются грунты, содержащие большое количество глинистых минералов, а также ангидрит, который под воздействием воды переходит в гипс, вызывая набухание и ослабляя внутренние силы сцепления. После размягчения несущая способность грунтов уменьшается. Для многих полускальных грунтов важной особенностью является трещиноватость, снижающая общую плотность пород.

Класс природных дисперсных грунтов включает грунты с водно-коллоидными и механическими структурными связями.

Крупнообломочные грунты. К этому виду грунтов относят несцементированные обломочные породы (галечники, щебень, гравий), содержащие более 50 % обломков пород размером более 2 мм. Прочность пород этого класса зависит от того, обломками каких пород они сложены. Наиболее прочными являются магматические, менее прочными — осадочные. Общая прочность крупнообломочных пород связана с их плотностью. По укладке обломков они могут быть плотными и рыхлыми. При этом наибольшей прочностью характеризуются те грунты, у которых промежутки между крупными обломками заняты мелкими обломками.

Под нагрузками крупнообломочные грунты практически несжимаемы, и поэтому являются надежным основанием различных сооружений. Они обладают водопроницаемостью и слабо сопротивляются воздействию землетрясений.

Песчаные грунты. К этому виду относят рыхлые обломочные породы, содержащие в своем составе менее 50 % обломков более 2 мм. Этот класс представлен песками различной крупности, что в значительной степени определяет их свойства.

Глинистые грунты. Это вид дисперсных осадочных пород. Для них характерно присутствие в составе значительного количества тонкодисперсных частиц (размером 0,005 мм), состоящих преимущественно из глинистых минералов. Среди глинистых пород выделяют собственно глины и разнообразные глинистые породы. Глинами принято считать тонкодисперсные горные породы, содержащие более 30 % частиц размером менее 0,005 мм. К глинистым породам относят также суглинки и супеси, отличающиеся главным образом содержанием глинистых частиц.

Свойства глинистых грунтов определяются в основном глинистыми и пылеватыми частицами, а также находятся в большой зависимости от влажности. Если содержится только прочносвязанная вода, то грунт имеет свойство твердого тела. При наличии рыхлосвязанной воды грунт — пластичный. При наличии свободной воды грунт характеризуется текучей консистенцией.

Водно-физические свойства глинистых грунтов определяются прежде всего глинистыми минералами.

Общие свойства глинистых грунтов в значительной мере определяются структурой грунта. Глинистый грунт с нарушенной структурой, перемятый, характеризуется пониженной прочностью и большим набуханием.

Глинистые грунты служат нередко основаниями различных инженерных сооружений. Их особенностью является значительная сжимаемость под давлением и изменение свойств во времени. Здания и сооружения, возведенные на глинистых грунтах, дают осадку в результате их сжимаемости, происходящей вследствие уменьшения пористости.

Илы. Это современные осадки, образовавшиеся главным образом в результате накопления мелко- и тонкодисперсного материала механическим или химическим путем на дне морей, лагун, озер, болот или в поймах рек. В соответствии с этим различают илы морские, лагунные, болотные и аллювиальные.

По гранулометрическому составу илы могут быть супесчаными, суглинистыми, глинистыми, а также тонкозернистыми песчаными. Следует отметить, что современные грубообломочные отложения — песчаные и другие — илами не называют.

Для илов характерно повышенное (до 2. 3 % и даже до 10. 12 %) содержание органики. В засушливых климатических зонах они иногда содержат водорастворимые соли в тонкодисперсном виде или в виде кристалликов либо прослойков.

Среди современных глубоководных осадков распространены илы известковистые. В типичных глинистых терригенных и песчаных илах обычно велико содержание пылеватых частиц. В минеральном составе тонкодисперсной части моренных илов обычно преобладают глинистые минералы из группы гидрослюд и монтмориллонита, а в составе илов пресноводных бассейнов — гидрослюды и каолинит; в грубодисперсной части преобладают главным образом первичные реликтовые минералы.

Нередко в илах наблюдается повышенное содержание карбонатов даже в тонкодисперсной части. В составе поглощающего комплекса различных илов основное место занимают Са 2+ , Mg 2+ , a Na + и К + — подчиненное. В толщах илов происходят процессы диагенеза, изменяющие состав, состояние и свойства осадков и превращающие их в горные породы. Таким образом, илы являются образованиями начальной стадии формирования тонкодисперсных песчаных или глинистых пород. Поэтому на суше илы существовать не могут, так же как и на больших глубинах под толщей других пород.

В период накопления осадков в водном бассейне свободная вода в их составе преобладает над водой связанной, а концентрация минеральных частиц в единице объема очень мала. Влажность илов обычно достигает 20—80 % и более, а плотность скелета нередко равна 0,8. 0,9 г/см 3 . Прочность илов предельно малая. Угол естественного откоса илов стремится к нулю. В случае приложения к илам даже малых усилий они переходят в текучее состояние.

Читать еще:  Цветы вриезия выращивание в домашних условиях в какой почве выращивать

Приведенная характеристика илов указывает на то, что они являются слабыми основаниями. Строительство на них возможно при условии искусственного улучшения их свойств (уплотнение, укрепление, дренирование вертикальными песчаными дренами). Проверенными способами строительства на илах являются устройство свайных фундаментов и подушек из каменной наброски.

Применительно к условиям проектирования земляного полотна скальные грунты подразделяют на залегающие в естественных условиях в виде массивов (в выемках) и полученные посредством разрушения скальных массивов (для насыпей). Скальные грунты классифицируют по трещиноватости, блочности и способности к выветриванию (которая определяется испытанием образцов на разрушаемое™ при многократном увлажнении-высушивании и замораживании-оттаивании) на слабовыветривающиеся, выветривающиеся и легковыветривающиеся; крупнообломочные и песчаные — по степени дренирования; глинистые — по гранулометрическому составу, засоленности, набухаемости, склонности к морозному пучению и просадочности.

Нескальные грунты подразделяют на крупнообломочные, песчаные, глинистые, биогенные (сапропели, заторфованные, торфы и др.), искусственные — отходы производства (шлаки, золы, золошлаковые смеси, «хвосты» обогатительных фабрик, терриконов и др.).

По степени неоднородности гранулометрического состава пески выделяют однородные и неоднородные. Критерии оценки и способы определения степени неоднородности песков приводятся в Инструкции по проектированию железнодорожного земляного полотна.

По степени влажности крупнообломочные и песчаные грунты бывают маловлажные, влажные и насыщенные водой.

По степени водонепроницаемости грунты, используемые для сооружения насыпей, разделяются на дренирующие и недренирующие.

К дренирующим относят грунты, имеющие при максимальной стандартной плотности сухого грунта коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут. Для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем коэффициент фильтрации устанавливают испытаниями заполнителя. Предварительная оценка водонепроницаемости грунтов может быть дана по показателю гранулометрического состава.

В число дренирующих входят крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие, если содержание в них частиц менее 0,10 мм не превышает 15% (табл. 3.6).

Классификация гранулометрических фракций

Основные типы грунтов в строительстве и их особенности

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. Однако существует несколько способов улучшить физические характеристики грунтов и сделать их пригодными для закладки фундамента. Можно также грунт купить с доставкой. О видах грунтов и их классификации вы сможете прочесть на этой странице.

Выбрать оптимальный тип фундамента невозможно, не имея данных о грунтах, расположенных на участке, и их свойствах. Безграмотно сделанный фундамент в конечном итоге может привести к разрушению всего строения. Связь здесь прямая: чем прочнее основание, тем долговечнее сооружение.

В зависимости от места расположения земельного участка основанием для вашего дома будет служить один из верхних слоев земли: скальная порода или грунт. Говоря о фундаменте и типе грунта, скальные породы, используемые в качестве основания, также можно считать грунтом.

Основание строения может быть как естественным, так и искусственным. Естественным основанием может служить грунт, залегающий под фундаментом дома, имеющий в своем природном состоянии достаточно хорошую несущую способность для обеспечения устойчивости здания и допустимую по величине и равномерности осадку. Такие характеристики физических свойств грунтов встречаются крайне редко, поэтому требуется дополнительное укрепление почвы, то есть создание искусственного основания.

Классификация основных видов грунтов для строительства фундамента

Основные виды грунтов — это скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые и торфяники.

Скальные грунты являются наиболее надежным основанием для строения. Они представляют собой изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Поэтому такие типы и виды прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Дом на таком грунте можно возводить непосредственно на поверхности, без какого-либо вскрытия или заглубления.

Крупнообломочные грунты не имеют цельной структуры и содержат прожилины гравия, обломки кристаллических и осадочных пород. В состав этих грунтов входит (по весу) более 50 % частиц с размерами более 2 мм. Основные свойства таких видов грунтов заключаются в слабом сжимании и низкой разламываемости.

В зависимости от крупности частиц крупнообломочные типы грунтов подразделяются на: валунные или глыбовые (вес частиц крупнее 200 мм — более 50 %), галечниковые или щебенистые (вес частиц крупнее 10 мм — более 50 %) и гравейные (вес частиц крупнее 2 мм — более 50 %).

По степени влажности крупнообломочные виды грунтов для фундамента подразделяются на: насыщенные водой (коэффициент влажности — более 0,8), влажные (от 0,5 до 0,8) и маловажные (не более 0,5).

Опорой для дома, построенного на таком грунте, может служить фундамент с заглублением не более полуметра.

Один из основных типов грунтов – песчаный — содержит (по весу) менее 50 % частиц крупнее 2 мм. Особенность этого типа грунта – сыпучесть и отсутствие пластичности. Увлажняясь, они могут сильно уплотняться под нагрузкой — проседать. Эти грунты не задерживают воду и незначительно промерзают.

По степени влажности песчаные грунты подразделяются на три группы: насыщенные водой (коэффициент влажности — более 0,8), влажные (от 0,5 до 0,8) и маловажные (не более 0,5).

В зависимости от крупности частиц песчаные виды грунта для строительства подразделяются на: песок гравелистый (вес частиц крупнее 2 мм — более 25 %), песок крупный (вес частиц крупнее 0,5 мм — более 50 %), песок средней крупности (вес частиц крупнее 0,25 мм — более 50 %), песок мелкий (вес частиц крупнее 0,1 мм — более 75 %) и песок пылеватый (вес частиц крупнее 0,1 мм — менее 75 %).

Наличие в грунте пылеватых частиц ухудшает его строительные качества и снижает его несущую способность. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может воспринять. Кроме того, пески гравелистые, крупные и средней крупности имеют значительную водонепроницаемость и поэтому при замерзании не вспучиваются. В таких грунтах допускается закладка фундамента на глубине до 1 м.

Неблагоприятный тип грунта для фундамента

Глинистые грунты наиболее неблагоприятны для закладки фундамента: они могут сжиматься при высыхании, размываться при паводках, а при замерзании вспучиваться. Эти свойства обусловлены тем, что глинистые грунты состоят из мельчайших частиц, имеющих в основном чешуйчатую форму, и большого количества тонких капилляров. Через них вода заполняет все поры глины и обволакивает частицы грунта. Созданное взаимное притяжение обеспечивает вязкость глинистого грунта. Поскольку поры глины в большинстве случаев заполнены водой, то при ее промерзании объем увеличивается и начинается процесс набухания (пучения). В зависимости от величины относительного набухания без нагрузки глинистые грунты подразделяются на: сильно-набухающие (коэффициент — более 1.2), средненабухающие (от 0,08 до 1,2) и слабонабухающие (менее 0,08).

Таким образом, несущая способность этой разновидности грунта во многом зависит от его влажности. В пластичном и разжиженном состоянии она очень мала, в то время как сухая глина способна выдерживать значительную нагрузку. Поэтому, если такая земля находится во влажном климате, то необходимо закладывать фундамент в расчете на глубину промерзания грунта.

К глинистым основам часто относят суглинки. По физическим свойствам эти грунты они занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами. В зависимости от содержания глины выделяют сами суглинки (содержание глины от 10 до 30 %) и супесь (содержание глины от 3 до 10 %).

Супеси, сильно разжиженные водой, становятся настолько подвижными, что текут подобно жидкости и поэтому носят название «плывуны». Вследствие своей подвижности и незначительной несущей способности плывуны малопригодны для использования в качестве оснований.

В состав торфяников входит большое количество растительных осадков. По их относительному содержанию различают: слабозаторфованные (относительное содержание растительных осадков — менее 0,25), среднезаторфованные (от 0,25 до 0,4), сильнозаторфованые (от 0,4 до 0,6) и торфы (свыше 0,6). Торфяники, как правило, сильно увлажнены и отличаются значительной неравномерной сжимаемостью. Они практически не пригодны для создания надежной опоры. В ходе строительства они заменяются на более эффективные (например, на песчаные).

Какие виды воды находятся в грунте

Кроме неравномерной сжимаемости грунта у фундамента есть еще несколько «врагов» — вода и мороз. Основные виды вод в грунтах, какие находятся в грунте и представляют опасность для опоры вашего будущего дома, — это почвенные и грунтовые.

Почвенные воды — это влага, выпавшая в виде осадков, образовавшаяся в результате таяния снегов или являющаяся компонентой болотных и илистых почв. Грунтовые воды залегают в грунте постоянно. Именно они оказывают значительное влияние на структуру, физическое состояние и механические свойства грунта и снижают несущую способность основания.

Грунтовые воды существуют практически повсеместно, только в разных местах на разной глубине. Если они находятся очень глубоко и даже в период таяния снегов не поднимаются на поверхность, то в доме, расположенном на таком участке, можно даже оборудовать подвал, не беспокоясь, что весной он будет затоплен. Но если этот вид вод в грунтах залегает близко к поверхности земли, то фундамент потребует обустройства надежной гидроизоляции, а от подвала лучше отказаться.

В холодный период года некоторые виды грунта начинают увеличиваться в объеме, вздуваться, пучиться. Этот процесс обусловлен тем, что вода, которую грунт удерживает в своих порах, превращаясь в лед, занимает больший объем. Причем, вследствие капиллярного эффекта, из нижних слоев грунта она поднимается в зону промерзания.

Глубина промерзания грунта различна и зависит от географического места расположения вашего участка. Оптимальными для будущего фундамента считаются условия, когда глубина промерзания грунта меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод. Ведь когда холод достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание грунта. Впрочем, если бы этот процесс шея равномерно, то особой проблемы не возникало бы: зимой дом равномерно приподнялся, а весной равномерно опустился. Однако вспучивание практически никогда не бывает равномерным, что приводит к перекосу фундамента, перераспределению нагрузок в нем и во всем строении. В результате могут появиться трещины, как в самом фундаменте, так и в стенах дома.

Согласно положениям СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» к пучинистым относятся все находящиеся во влажном состоянии глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески, а также крупнообломочные грунты, имеющие фрагменты с пылевато-глинистые заполнением. В сухом же состоянии перечисленные грунты отнесены к практически непучинистым. Поэтому при повышенной влажности грунта фундамент дома рекомендуется закладывать не выше глубины промерзания. Кроме того, необходимо учитывать, что глубина промерзания влажных грунтов у фундамента зависит от основного теплового режима дома. Так, например, эта глубина под отапливаемым зданием уменьшается на 30—50 % от нормативно-расчетного показателя. В ходе геологических изысканий были получены характеристики грунта вашего участка. Неплохо, если фундамент будет опираться на крупнообломочный грунт природного происхождения. Не следует волноваться и в том случае, если на вашем участке преимущественно однородные песчаные грунты, состоящие из крупнозернистого песка. Правильно рассчитанный и заложенный фундамент даст равномерную осадку и в дальнейшем, как правило, не будет перекашиваться, и испытывать от грунта сильных нагрузок

Читать еще:  Чем подкормить газон летом

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 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.

Основные строительные свойства и качества грунтов

Выбирая участок под строительство, на физические свойства грунтов внимание обращается в первую очередь.

Если грунт насыпной, наносной, торфяной или растительный, от возведения здания на этом участке следует отказаться.

Для фундаментов они являются абсолютно непригодными. Самые высокие строительные свойства грунтов на тех участках, где почва давно и плотно слежалась, высоко содержание крупнозернистого песка и глины.

Физические свойства грунтов для строительства

Каковы различия в физических свойствах таких грунтов, как песок и глина?

Прежде всего, основные строительные свойства этих грунтов сводятся к следующему. Пески в чистом виде имеют ничтожную связь, глины обладают значительной связностью. Пески не пластичны, глины — пластичны. Пески почти немедленно после приложения силы сжимаются, глины же под действием внешней нагрузки сжимаются очень медленно. В то нее время степень сжимаемости песков ничтожна, глины сжимаются сильно.

Что называется материком, и какими должны быть качества этого грунта для строительства фундаментов?

Всякий грунт, способный по своим свойствам служить естественным основанием для возведения на нем необходимого сооружения, называется материком. От материка требуется: достаточная прочность; малая и равномерная сжимаемость; нерйзмываемость; достаточная мощность; невыветриваемость. Достаточная прочность определяется соотношением между весом сооружения, приходящимся на 1 см площади основания, и допустимым на такую же площадь данного грунта давлением. Также следует учитывать характер нагрузки и глубину заложения фундамента.

Что означает понятие «легкий — тяжелый» дом?

Тяжелый — это дом, на строительной площадке которого касательные силы пучения, способные действовать по боковой поверхности заглубленных ниже расчетной глубины промерзания фундаментов, меньше веса дома. Легкий — это дом, на площадке которого касательные силы пучения больше веса дома. Из данных определений следует, что один и тот же дом может быть легким или тяжелым в зависимости: от климатической зоны, где он строится; от степени пучинистости грунтов; от теплового режима дома; от конструктивных особенностей цокольной части дома. Например, неотапливаемый дом в Московской области может относиться к категории тяжелых, а на строительных площадках Новосибирска при тех же характеристиках грунтов, но где нормативная глубина промерзания равна 2,2 м и суммарные силы пучения больше, к категории легких домов. Для получения показателей по другим регионам России надо приведенный параметр по Московской области разделить на 1,4 и помножить на нормативную глубину промерзания рассматриваемого региона. Тогда расчетная глубина промерзания основания неотапливаемого дома для Новосибирской области составит 1,54×2,2-1,4=2,42 м.

Какой грунт для фундамента дома лучше

Какие грунты лучше для фундамента будущего здания?

Лучшими грунтами для фундаментов являются скалистые сплошные и слоистые, а также плотно слежавшиеся, скалистые обломочные, песчаные крупнозернистые и плотные глинистые. Совершенно непригодны — растительная земля, торф, а также всякого рода наносные и насыпные грунты.

Насколько песчаный грунт является надежным в средней полосе России?

Прочность песчаных оснований возрастает с увеличением размера частиц песка. Незначительные деформации при воздействии нагрузки испытывают пески средней крупности. На прочности крупных и средних песков обводнение почти не сказывается. Мелкие же пески при увеличении влажности заметно теряют в этом показателе. Однако самыми надежными являются основания, сложенные крупнообломочными грунтами, в которых большая часть массы приходится на частицы диаметром свыше 2 мм; если таких частиц меньше 50% — грунт песчаный. На их несущую способность не оказывает отрицательного воздействия наличие воды или песчаного заполнителя.

Почему нельзя возводить фундаменты на супесях, суглинках, лессовидных грунтах и торфе?

Пылевато-глинистые грунты в зависимости от содержания глинистых частиц делятся на супеси (3-10%), суглинки (10-30%) и глины (более 30%). Все они отличаются нестабильными механическими показателями, определяемыми пористостью и влажностью. С увеличением последних, несущая способность таких грунтов снижается.

С большими трудностями сопряжено устройство фундаментов на илистых грунтах, поскольку такие грунты обладают значительными пористостью и анизотропией.

Лессы и лессовидные грунты в сухом состоянии достаточно устойчивы в силу наличия прочных структурных связей. Однако при увлажнении эти связи нарушаются, и под нагрузкой такой грунт проседает.

Торф, представляющий собой смесь глинистых или песчаных грунтов с растительными остатками, характеризуется медленным развитием осадок, большой сжимаемостью и анизотропией. Кроме того, в торфе зачастую возникают среды, агрессивные по отношению к материалам, из которых устроены подземные конструкции здания.

Глубина промерзания грунта в Московской области и как её уменьшить

Дома могут быть регулярно отапливаемые в зимний период и неотапливаемые (эпизодически отапливаемые или с отложенным периодом регулярного отопления).

Как это влияет на расчетную глубину промерзания грунта в Московской области при возведении зданий?

В неотапливаемых домах расчетная глубина промерзания грунтов увеличивается по сравнению с нормативной в 1,1 раза. В Московской области глубина промерзания грунта считается 1,6 м. Если дома отапливаемые, то расчетная глубина промерзания меньше или равна нормативной (в зависимости от особенностей конструкции цокольной части и температуры в доме).

Например, при температуре в бесподвальном доме не ниже +15°С и устройстве утепленных полов по цокольному перекрытию расчетная глубина промерзания грунтов у наружных фундаментов составляет 1,1м, при температуре не ниже +10°С — 1,26 м, при температуре 0 … +5°С — 1,4 м. В отапливаемом доме с теплым подвалом или техническим подпольем при температуре в нем не ниже + 15°С расчетная глубина промерзания грунтов у наружных стен подвала или фундаментов составит 0,7 м.

Равномерно ли промерзает грунт по периметру дома?

За зимний период с одной стороны дома может намести снега больше, чем с другой. Там, где снега больше, промерзание и пучение меньше. У крыльца, гаража и между ними, если в доме проживают, снег по дорожкам убирается регулярно, а если не проживают — периодически. В этих местах промерзание грунта может быть наибольшее. В отапливаемых домах с цокольным этажом внизу могут находиться топочная, сауна. В местах их расположения примыкающий грунт вообще может не промерзать. Под внутренними фундаментами неотапливаемых домов грунт может промерзать на большую глубину, чем под наружными фундаментами при наличии снега. Под внутренними фундаментами в отапливаемых домах грунт может совсем не промерзать. Если в отапливаемых домах имеются примыкающие веранда, деревянная терраса и гараж, то промерзание под ними значительно больше, чем под наружными фундаментами отапливаемой части дома.

Каким должен быть фундамент, если грунт промерзает неравномерно?

В легких домах повышаются требования к пространственной жесткости фундаментов. Чем выше степень пучинистости грунтов, тем большие требования предъявляются к пространственной жесткости и прочности фундаментов. Здесь фундаменты из сборных блоков, имеющие низкие жесткостные характеристики, непригодны для применения. В средне- и сильнопучинистых грунтах необходимо устройство сборно-монолитных или монолитных железобетонных ленточных фундаментов в виде единой пространственной, жесткой рамы с включением в нее всех фундаментов, в том числе внутренних. Такая рама совместно с противопучинной подушкой нивелирует неравномерность деформаций пучения.

Как уменьшить глубину промерзания грунта, если в силу тех или иных причин строительство дома намечено зимой?

Для этого рекомендуется осуществлять: предварительное рыхление земли путем вспахивания, боронования; засоление грунта; покрытие поверхности теплоизоляционными материалами; удержание снегового покрова

Как разморозить грунт?

Есть два способа оттаивания мерзлого грунта: использование солнечного тепла или тепла воды; сжигание твердого, жидкого или газообразного топлива. Самый дешевый — сжигание твердого топлива (дрова) с последующей засыпкой костров древесными опилками. Под воздушным покрытием дрова и опилки тлеют сутками, «отпуская» тепло вниз и прогревая землю в глубину. При разработке мерзлых грунтов применяют машины ударного действия — отбойные молотки. Разработанные в зимнее время траншеи следует засыпать немедленно.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector