Какие есть свойства грунтов

§ I.1. СВОЙСТВА ГРУНТОВ

Грунты оснований зданий и сооружений подразделяют на четыре основные группы: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные — изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива.

Крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие более 50% по массе обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм.

Песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур диаметром 3 мм или его число пластичности Ip < 1).

Глинистые — связные грунты, для которых число пластичности Ip ≥ 1.

Песчаные грунты в условиях природного залегания подразделяют по плотности в зависимости от коэффициента пористости (табл. I-1), а глинистые — по консистенции (показатель текучести) (табл. I-2).

Таблица I-1

Подразделение песков по плотности в зависимости от коэффициента пористости e

Пески	Плотность сложения песков
Пески	плотные	средней плотности	рыхлые
Гравелистые, крупные и средней крупности Мелкие Пылеватые	e < 0,55 e < 0,6 e < 0,6	0,55 ≤ e ≤ 0,7 0,6 ≤ e ≤ 0,75 0,6 ≤ e ≤ 0,8	e > 0,7 e > 0,75 e > 0,8

Таблица I-2

Подразделение глинистых грунтов по консистенции

Среди грунтов указанных групп необходимо выделять грунты, обладающие специфическими свойствами: илы, просадочные, набухающие и засоленные грунты, грунты с примесью растительных остатков и заторфованные, а также грунты искусственного происхождения (насыпные, закрепленные и т.п.).

Номенклатурные наименования и подразделения грунтов, а также критерии для выделения грунтов со специфическими свойствами и их характеристики приведены в главе СНиП 2.02.01-83*.

Для установления наименований грунтов, состава и состояния в условиях природного залегания, а также их поведения в основании зданий и сооружений должны быть определены следующие показатели свойств грунтов:

– плотность, объемная масса и влажность для всех видов грунтов;
– коэффициент пористости и степень влажности для крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов;
– гранулометрический состав для крупнообломочных и песчаных грунтов;
– влажности на границах текучести и раскатывания, число пластичности, консистенция и удельное сопротивление пенетрации для глинистых грунтов;
– угол внутреннего трения, удельное сцепление и модуль деформации для всех видов нескальных грунтов;
– временное сопротивление одноосному сжатию скальных грунтов;
– сопротивление сдвигу, относительное сжатие и коэффициент фильтрации для слабых глинистых и заторфованных грунтов;
– относительная просадочность и начальное просадочное давление для просадочных грунтов;
– относительное набухание и усадка, давление набухания и влажность набухания для набухающих грунтов;
– количественное содержание солей для засоленных грунтов;
– степень, заторфованности для песчаных и глинистых грунтов и степень разложения органического вещества для заторфованных грунтов.

По заданию проектной организации в случае необходимости могут определяться и другие характеристики грунтов.

В целом исследования свойств грунтов строительной площадки должны обеспечить:

– определение типа фундаментов, их размеров и глубины заложения;
– выбор, в случае необходимости, методов улучшения свойств грунтов основания;
– установление вида и объема инженерных мероприятий по освоению площадки строительства;
– выбор способов производства работ по устройству оснований и фундаментов.

Таблица I-3

Перечень действующих ГОСТов

Характеристика грунта	ГОСТ
Плотность частиц грунта ρs, г/см3	5180-84
Плотность грунта ρ, г/см3
Влажность w, %
Гигроскопическая влажность wg, %
Граница текучести wL, %
Граница раскатывания wp, %
Гранулометрический состав	25100-95
Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов	12071-2000
Сопротивление срезу (удельное сцепление и угол внутреннего трения)	12248-96
Временное сопротивление при одноосном сжатии	12248-96
Модуль деформации	20276-99

В табл. I-3 приведен перечень действующих ГОСТов на определение характеристик грунтов, а в табл. I-4 даны формулы для вычисления основных физических характеристик.

Таблица I-4

Формулы для вычисления физических характеристик грунтов

Свойства грунтов оснований исследуются в процессе проведения инженерно-геологических изысканий, выполняемых в соответствии с нормативными документами на инженерные изыскания для строительства.

Инженерно-геологические изыскания осуществляются в соответствии с техническим заданием проектирующей организации, в котором определяются основной состав, детальность и порядок проведения изысканий. Основные требования к содержанию технического задания изложены в главе СНиП 11-02-96.

В результате проведения инженерно-геологических изысканий должны быть получены следующие данные:

– местоположение и рельеф территории предполагаемого строительства, климатические и сейсмические условия и сведения о ранее выполненных исследованиях грунтов и грунтовых вод;
– геологическое строение и литологический состав толщи грунтов и наблюдаемые неблагоприятные физико-геологические и другие явления (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т.п.);
– гидрогеологические условия с указанием высотных отметок уровней грунтовых вод, в том числе на период промерзания, сезонных и многолетних амплитуд их колебаний и величин расходов;
– агрессивность вод в отношении материалов конструкций;
– стратиграфическая последовательность всех слоев, линз и прослоев сжимаемой толщи основания с указанием возраста, происхождения, номенклатурного вида, состава и состояния грунтов и их физико-механических характеристик;
– опыт местного строительства;
– прогноз изменения инженерно-геологических условий площадки строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений;
– трудоемкость производства земляных работ.

Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты

Следующая
Содержание

Источник

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.

Литература:

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.

Главная–>Инженерные изыскания–>Свойства грунтов

Источник

Задать вопрос

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Состав почвы является одним из самых главных критериев, по которым выбирается участок под застройку. Существует большое количество разновидностей грунтов, которые относят к разным группам. Так как геодезические работы осуществляются преимущественно согласно строительному проекту, то наиболее востребованной станет именно эта классификация. Строительная классификация грунтов является наиболее распространенным методом изучения свойств почвы и позволяет выделить его основные характеристики. От особенностей грунта зависит возможность дальнейшего использования участка для определенных целей, поэтому без тщательного исследования физико механических свойств грунтов не обойтись.

Классификация грунтов

Выделяют два основных класса грунтов:

Скальные.
Нескальные.

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 почвосмеси наиболее предпочтительно.

Какие бывают почвы

В строительной классификации присутствуют несколько видов грунта:

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.

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.
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.

Классифицирование грунтов позволяет сделать строительно-земельные работы более простыми благодаря известным свойствам почвы. Выбор подходящей техники и оборудования позволяет сэкономить не только материальные ресурсы, но и сделать труд рабочих более простым.

Заказать услугу

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Источник

Если театр начинается с вешалки, то строительство любого дома ‒ с выяснения характеристик грунта. От них, в свою очередь, зависит выбор фундамента дома и конструкций подземных элементов других построек (гаража, бани, сарая и пр.). Какой грунт идеален для загородного строительства? Об этом и не только читайте в нашей статье.

Докопаться до ответа

Зачем изучать грунт на участке? Главное, скажете вы, есть заветная земельная площадь, на которой можно строиться, разбивать сад, засаживать огород! И будете неправы. Вообще, в идеале вопрос, какого качества землю вы приобретаете, должен обсуждаться до сделки купли-продажи. Ведь может случиться так, что на участке будет слабый грунт или в нём будут найдены оползень, слабое торфяное основание или карст (пустота). Строительство на таком участке может влететь в копеечку, не говоря уже о строительных и технических сложностях. Исследования грунта позволят определить наиболее подходящее место под фундамент, чтобы в дальнейшем избежать просадки или подъёма фундаментных конструкций, различных деформаций. Грунт на участке, где предполагается выполнить фундамент, должен быть равномерным; если же основание постройки окажется на слоях грунта с различными физическими качествами, то проблем не избежать.

Специалисты аккредитованных лабораторий исследуют грунт в зоне строительства, отбирая образцы с помощью пробуренных скважин. Так, на площадке, где предстоит построить здание с основанием площадью менее 100 кв. м, достаточно двух скважин, которые бурят в наиболее удалённых точках периметра застройки. Для сооружений большей площади нужны три-четыре скважины – их бурят по углам будущего здания. Обычно разведочные скважины для малоэтажного деревянного дома бурятся на 5 м. На основе анализа проб составляется карта с характеристикой грунтов и залегающих вод, в ней указываются гидрогеологические параметры, физико-географические условия и другие особенности участка. Такая карта будет хорошим подспорьем проектировщику, позволит ему вполне обоснованно выбирать тип и размеры фундамента, габариты несущих конструкций здания.

Подчас при выявлении проблемного грунта (например, торфяника) бурения может быть недостаточно, и тогда проводятся полевые испытания качеств грунта. Во время таких работ грунт продавливают специальным зондом, измеряя его деформационные свойства.

Грунты и их свойства

Если для дачников грунт – это любая почва под ногами, которую достаточно вскопать и удобрить перед посадкой, то для строителей это верхний слой породы, где размещается подземная часть зданий и сооружений.

Существует несколько основных видов грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотнённые грунты. От строительных характеристик этих грунтов и за¬висят надёжность, прочность и устойчивость возводимых объектов, способы строительства, трудоёмкость и, конечно, стоимость работ.

При выборе способа выполнения земляных работ обязательно нужно брать в расчёт такие характеристики грунтов, как плотность, влажность, липкость, разрыхлённость, сцепление, пучинистость и др. Взвешивая все плюсы и минусы «разведки» грунта, можно определиться с тем, насколько пригоден участок для капитальных или временных сооружений, какие есть возможности улучшить свойства грунта и т. д.

Песчаные грунты ‒ в сухом состоянии сыпучие, не отличаются пластичностью. Они водопроницаемы, но при сильном течении воды размываются, с изменением влажности может измениться и объём песка.

Глинистые грунты‒ связные и очень пластичные. Глины хорошо впитывают влагу и при этом сильно разбухают. А поскольку при замерзании вода увеличивается в объёме до 9%, то и глинистые грунты сильно пучатся. При высыхании эти грунты, напротив, с неохотой отдают влагу, уменьшаясь в объёме и трескаясь. Проточной водой глина легко размывается.

Суглинок и супесь. В зависимости от содержания в их объёме глинистых частиц грунты подразделяются на пески (<3%); супеси (3-10% ‒ свойства песка выражены в меньшей степени); суглинки (10-30% ‒ более выражены свойства глины); песчаные глины (30-60%); тяжёлые глины (>60%). Если из сырого суглинка скатать шарик, затем сдавить его, то получится лепёшка с трещинами по краям, а шарик, скатанный из супеси в сыром состоянии, при лёгком надавливании сразу рассыпается.

Лессовидные грунты – такую группу особняком выделяют в глинистых грунтах. В сухом состоянии лёсс обладает хорошей твёрдостью и прочностью, но при контакте с водой легко её впитывает, при этом расплывается и проседает, уменьшаясь в объёме и теряя несущую способность.

Кроме того, грунты разнятся в зависимости от размера находящихся в них частиц (научный термин этого параметра ‒ гранулометрический состав грунта): глинистые, пылеватые, пески, гравий, галька, камни, валуны. Пески, в свою очередь, подразделяют на мелкий (более 50% объёма составляют частицы размером 0,1-0,25 мм); средний (частицы 0,25-0,5 мм); крупный (0,5-3 мм). Важным компонентом большинства грунтов является наличие в них глинистых частиц.

Что ещё важно знать про грунты? Влажность. Она характеризует степень насыщения грунта водой, определяется отношением массы воды в грунте к массе твёрдых частиц грунта. В зависимости от влажности грунты могут быть маловлажные (до 5%); влажные (до 30%); насыщенные водой (>30%). Вода, которая насыщает грунт, называется грунтовой. Среди других качеств грунта, которые необходимо учитывать при обустройстве фундаментов, стоит отметить его плотность, сцепление грунта, пучинистость.

Почему фундамент «пучит»?

Все типы грунтов также делят на две большие группы: пучинистые и непучинистые. К пучинистым относят глинистый, песчаный пылеватый и мелкий грунт. Непучинистые ‒ это крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средние, не содержащие глинистых фракций. Пучинистость грунта даёт о себе знать зимой, в морозы, когда объём грунта (чаще всего – глин) при замерзании увеличивается (вспучивается) на 5-10%. Если в холода пучинистый грунт примёрзнет к элементам фундамента, то возможно их выпирание из земли. Снизить риск сезонных деформаций фундамента можно, только заглубив фундаментную конструкцию ниже глубины, на которую промерзает грунт. Известно, что в среднем по России глубина промерзания грунтов составляет 0,7-2,4 м. В Московской области – 1-1,5 м. Среднестатистическая величина вспучивания ‒ 15 см.

Степень вспучивания зависит от состава грунта, его природной влажности, от того, насколько глубоко пролегают грунтовые воды, а также глубины промерзания. Если грунт надёжный, жёсткий, то, как правило, достаточно возвести простой фундамент – ленточный или столбчатый, погружённый в землю на полметра. Однако на грунтах, склонных к пучинистости или просадкам, фундамент простой конструкции не подойдёт. На пучинистых грунтах фундаменты делают с ростверком – свайные или столбчатые. При заглублении свай (столбов), чтобы исключить или свести к минимуму возможное контактное выталкивание (подъём) конструкций зимой, зазоры между внешними стенками фундамента (сваями) и грунтом засыпаются крупнозернистым песком. Если во время исследования грунта выяснится, что он склонен к просадкам (такая проблема характерна для лессовых глин, рыхлых песков, торфяников), то потребуются более длинные сваи, опорой для которых станут надёжные грунты, залегающие в нижних слоях.

В Подмосковье чаще всего встречаются глинистые грунты, суглинок, супесь и торф. Самый сложный сильнопучинистый грунт в Московской области встречается на северо-западе. Это могут быть пылеватые супеси, пылеватые глинки и суглинки. В Орехово-Зуеве, Шатуре и близлежащих районах очень часто встречается торфяной грунт. Он образуется на месте высушенных болот, состоит из смеси глины или песка с растительными остатками. Его особенностью является большая сжимаемость.

Земля в разрезе

Разумеется, на состав грунтов влияют различные факторы, их тоже важно учитывать перед покупкой и застройкой участка. Например, соседство с естественным водоёмом «гарантирует» близкое к поверхности земли залегание грунтовых вод, а значит, тот же подвал или подземный гараж строить будет проблематично. С неглубокими грунтовыми водами и непрочными отложениями в основании грунта придётся иметь дело, если участок находится в болотистом районе, пусть даже и осушённом несколько лет назад. Если земельный пай находится на местности со значительными перепадами высот, т. е. на склоне, то во время строительства необходимо брать в расчёт допустимость сползания постройки. И в таком случае, кроме надёжного фундамента, придётся подумать об устройстве подпорных стен, укреплении склонов геотекстильным полотном и прочих мерах, чтобы не допустить смещения подвижных слоёв грунта.

Своими руками

Можно ли самостоятельно определить тип грунта на участке? Можно – старым дедовским способом. Для этого нужно выкопать яму глубиной 1,5-2 м и внимательно изучить так называемый срез земли. Верхний слой, (самый тёмный), ‒ это почва, и её перед началом строительства обязательно убирают за ненадобностью (можно перевезти в то место, где планируется разбить сад). Если под почвой оказались песок и глина, к тому же с большой примесью щебня или мелкого камня, то это хрящеватый грунт.

Если после почвы залегает песчаный грунт, то это хороший вариант. Он отлично пропускает воду, трамбуется, уплотняется, промерзает на незначительную глубину (до 1 м), и фундамент (подойдёт даже ленточный фундамент из отдельных блоков) в нём не будет в сырости. Самый неприхотливый для фундамента грунт ‒ скалистый. Он не оседает, не размывается и не вспучивается. Самый проблемный – глинистый грунт. Глубина промерзания у него более 1,5 м, да и вспучивание немалое.

В любом случае, начиная обустраивать свою загородную землю с нуля, в первую очередь позаботьтесь о «диагностике» грунта на участке. Эта процедура важная и обязательная. От правильного ответа на вопрос о том, на какой земле будем строиться, зависит прочность фундамента – основа основ будущего дома, залог его надёжности и долговечности.

Источник