Характеристики грунта: ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация (с Поправками), ГОСТ от 12 июля 2012 года №25100-2011 – Определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории — SGround.ru

Содержание

Грунт — Википедия

Техногенные грунты

Грунт — многокомпонентные динамичные системы (горные породы, почвы, осадки и техногенные образования), рассматриваемые как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека[1]. Грунты используют в качестве оснований зданий и сооружений, материалов для строительства дорог, насыпей и плотин, среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др. Грунты изучаются в инженерной геологии и её разделе грунтоведении.

Классы грунтов[править | править код]

По природе структурных связей между частицами они разделены на три класса:

  • скальные — с жёсткими кристаллизационными и цементационными связями;
  • дисперсные — с физическими, физико- химическими и механическими связями. Для дисперсных грунтов выделяются подклассы связанных и несвязанных грунтов.
  • мерзлые — c дополнительными криогенными связями.

Типы грунтов[править | править код]

По генезису(происхождению) выделяются следующие типы грунтов:

Скальные грунты[править | править код]

Имеют две разновидности — скальные и полускальные. Чисто скальным грунтом называется грунт, минералы которого имеют структурные связи кристаллизационного типа. Полускальные грунты состоят из минералов, имеющих структурные связи цементационного типа. Условная граница между скальными и полускальными грунтами определяется значением предела прочности на одноосное сжатие Rc. У полускальных разновидностей Rc < 5 МПа.

Дисперсные грунты[править | править код]

Состоят из минеральных частиц разного размера, слабосвязанных друг с другом. Дисперсные грунты образуются при выветривании скальных грунтов с последующим переносом продуктов выветривания водным или эоловым путём и переотложением.

Мёрзлые грунты[править | править код]

Имеют отрицательную или нулевую температуру в течение многих лет, содержат включения льда и(или) цементирующий лёд, содержат дополнительные криогенные структурные связи.

Физические свойства[править | править код]

Плотность грунта ρ, г/см3 — это отношение общей массы образца грунта при естественной влажности и строении, к занимаемому образцом объёму. Плотность грунта зависит от минералогического состава, влажности и пористости.

ρ=mV{\displaystyle \rho ={\frac {m}{V}}}

где:

ρ — плотность грунта, г/см3;

m — масса грунта с естественной влажностью и сложением, г;

V — объём, занимаемый грунтом, см3.

Плотность скелета грунта ρd[2] — плотность сухого грунта , г/см3, определяемая по формуле

ρd=ρ1+W{\displaystyle \rho _{d}={\frac {\rho }{1+W}}}

где

  • ρ — плотность грунта, г/см3;
  • W — влажность грунта, д. ед.

Коэффициент пористости е

определяется по формуле:

e=ρs−ρdρd{\displaystyle e={\frac {\rho _{s}-\rho _{d}}{\rho _{d}}}}

где

  • ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
  • ρd — плотность сухого грунта, г/см3.

Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

Водно-физические свойства[править | править код]

Влажность грунта, W % — массовое(весовое) W или объёмное Wn относительное содержание воды в порах грунта. Объёмная влажность Wn изменяется от 0 до 100 %.

ρ=mV{\displaystyle \rho ={\frac {m}{V}}}

Коэффициент водонасыщения Sr, д. ед. — степень заполнения объёма пор водой. Определяется по формуле:

Sr=Wρseρw{\displaystyle S_{r}={\frac {W\rho _{s}}{e\rho _{w}}}}

где

  • W — природная влажность грунта, д. ед.;
  • е — коэффициент пористости;
  • ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
  • ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp.

Ip=WL−Wp{\displaystyle I_{p}=W_{L}-W_{p}}

WL и Wp определяют по ГОСТ 5180-84.

Количественные характеристики гранулометрического состава[править | править код]

Степень неоднородности гранулометрического состава Cu — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле

Cu=d60d10{\displaystyle C_{u}={\frac {d_{60}}{d_{10}}}}, (А.3)

где d60, d10

 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.

Кэффициент выветрелости Кwr, д. ед. — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.

Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов Кwr, д. ед., определяется по формуле

Kwr=K1−K0K1{\displaystyle K_{wr}={\frac {K_{1}-K_{0}}{K_{1}}}}

где К1 — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;
К0 — то же, в природном состоянии.

Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Кfr, д. ед., определяется по формуле:

Kfr=q1q0{\displaystyle K_{fr}={\frac {q_{1}}{q_{0}}}}

где q1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;

q0 — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).

Коэффициент размягчаемости в воде Кsof, д. ед. — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.

Коэффициент сжимаемости мёрзлого грунта δf — относительная деформация мёрзлого грунта под нагрузкой.

Льдистость грунта за счёт видимых ледяных включений ii, д. ед. — отношение содержащегося в нём объёма видимых ледяных включений к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

ii=ρs(Wtot−Wm)ρi+ρs(Wtot−Ww){\displaystyle i_{i}={\frac {\rho _{s}(W_{tot}-W_{m})}{\rho _{i}+\rho _{s}(W_{tot}-W_{w})}}}
  • ρs — плотность мёрзлого грунта, г/см3;
  • ρi — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
  • Wtot — суммарная влажность мёрзлого грунта, д. ед.;
  • Wm — влажность мёрзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д. ед.
  • Ww — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.

Относительная деформация набухания без нагрузки εsw, д. ед. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143-80.

Относительная деформация просадочности εs, д. ед. — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определённом давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161-78.

Относительное содержание органического вещества Ir, д. ед. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.

Показатель текучести IL — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.

Степень водопроницаемости — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584-90.

Степень заполнения объёма пор мёрзлого грунта льдом и незамёрзшей водой Sr, д. ед., определяется по формуле:

Sr=(1,1Wic+Ww)ρsefρw{\displaystyle S_{r}={\frac {(1,1W_{ic}+W_{w})\rho _{s}}{e_{f}\rho _{w}}}}

где Wic — влажность мёрзлого грунта за счёт порового льда, цементирующего минеральные частицы (лёд-цемент), д. ед.;
Ww

 — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.;
ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
еf — коэффициент пористости мёрзлого грунта;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Степень засолённости — характеристика, определяющая количество водорастворимых солей в грунте Dsal, %.

Степень зольности торфа Dds, д. ед. — характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306-83*.

Степень морозной пучинистости — характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения εfh, д. ед. (доли единицы), которая определяется по формуле:

εfh=ho,f−hoho{\displaystyle \varepsilon _{fh}={\frac {h_{o,f}-h_{o}}{h_{o}}}}

где

ho, f — высота образца мёрзлого грунта, см;

ho — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.

Степень плотности песков ID определяется по формуле

ID=emax−eemax−emin{\displaystyle I_{D}={\frac {e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}}}, (A.6)

где е — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;
emax — коэффициент пористости песка в самом рыхлом сложении.
emin — коэффициент пористости песка в самом плотном сложении.

Степень разложения торфа Ddp, д. ед. — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650-72.

Степень растворимости в воде — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, qsr, г/л.

Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.

Суммарная льдистость мёрзлого грунта itot, д. ед. — отношение содержащегося в нём объёма льда к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

itot=ii+ic=ρ⋅iρi=ρf(Wtot−Ww)ρi(1+Wtot){\displaystyle i_{tot}=i_{i}+i_{c}={\frac {\rho \cdot i}{\rho _{i}}}={\frac {\rho _{f}(W_{tot}-W_{w})}{\rho _{i}(1+W_{tot})}}}, (A.10)

Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-минеральный состав твёрдых, жидких и газовых компонентов.

Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).

Гранулометрический состав — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536-79.

Приборы для исследования физико-химических свойств грунта[править | править код]

Свойства и характеристики грунта в России

Приближенно можно разделить все грунты на следующие 5 групп по степени их связанности:

Характеристика важнейших грунтов

I. Рыхлые, сыпучие грунты

— получились от разрушения ветром и водой скалистых грунтов.

К сыпучим грунтам относятся:

Песок. Частицы песка не связаны между собой. Чистый, сухой песок растекается, если его сыпать кучей.

Пески в зависимости от своего происхождения бывают горные, овражные, речные или морские. Горные и овражные пески состоят из отдельных неровных песчинок с острыми краями. Речной и морской пески имеют округленные гладкие песчинки.

По крупности отдельных зерен различают:

— мелкий песок – преобладают зерна величиной до 0,5 мм;

— средний песок – преобладают зерна от 0,5 до 1 мм;

— крупный песок – преобладают зерна от 1 до 3 мм;

Гравий – это смесь окатанных камешков размерами в поперечнике от 3 до 40 мм, не связанных между собой.

Крупный гравий, состоящий из камешков от 40 до 120 мм в поперечнике, называется галькой.

К рыхлым и сыпучим грунтам относится также супесок, состоящий из песка с примесью глины в количестве 3-10 % от общего объема.

II. Растительные грунты

К растительным грунтам относятся все поверхностные грунты с наличием в них остатков сгнивших растений (перегноя), например чернозем и торф. Растительные грунты легко разрыхляются и размываются водой, легко впитывают в себя воду и при насыщении водой расплываются, обращаясь в грязь.

III. Плотные и вязкие грунты.

К плотным, вязким грунтам относятся глины и суглинки. Глина – это грунт, состоящий из очень мелких частиц, плотно связанных между собой.

Глина по степени плотности разделяется на тяжелую (плотную) и легкую глины.

Основное свойство глины состоит в том, что при насыщении водой она сильно разбухает и значительно увеличивается в объеме. Наряду с этим глина является почти водонепроницаемым грунтом, так как вода через глину почти не проходит.

При высыхании и под давлением глина сжимается (дает осадку). По мере уменьшения влажности в глине увеличивается сцепление частиц между собой, и она постепенно превращается в твердую массу, с трудом поддающуюся разработке инструментом.

Глины с примесью песка называются суглинками. Различаются легкие суглинки – грунт, содержащий 10-20% глины, и тяжелые суглинки, содержащие 20-30% глины.

IV. Твердые, скальные грунты

Грунты твердые, скальные могут быть различного характера. Обычно различают:

  • мягкую и слоистую скалу, разрабатываемую киркой, ломом, клиньями;
  • твердую (плотную) скалу, разрабатываемую только с помощью взрывчатых веществ.

V. Разжиженные грунты

К разжиженным грунтам относится так называемый плывун. Плывун – это песчано-глинистый или пылевато-песчаный грунт, состоящий из очень мелких частиц и обычно сильно насыщенный водой. Плывун растекается и в откосе не держится.

Классификация грунтов

Принято разделять грунты по степени трудности их разработки на 7 категорий, указанных в таблице снизу:

Категория

грунта

Наименование грунта Вес 1 куб. м грунта в плотном теле Способ разработки и инструмент Степень трудности разработки грунта

I.

Пески

1500

Разрабатываются подборными лопатами и заступами

1.

Супески

1600

Растительный грунт

1200

Чернозем

1100

Торф без корней

600

II.

Легкие лессовидные суглинки

1600

Разрабатывается лопатами с незначительным киркованием

1.

Гравий мелкий и средний до 15 мм

1700

Плотный растительный грунт

1400

Торф и растительный грунт с корнями

1100

Песок и растительный грунт с щебнем

1500

Насыпной слежавшийся грунт с щебнем

1750

Супесок с примесью щебня

1900

III.

Жирная глина

1800

Разрабатываются заступами со сплошным киркованием

1,5

Тяжелые суглинки

1750

Гравий крупный и галька при величине зерен от 15 до 40 мм и щебень

1750

Растительная земля или торф с корнями деревьев

1900

IV.

Тяжелая ломовая глина

1950

Разрабатывается заступом со сплошным применением кирок, лома или клина и молота

2,0

Жирная глина и тяжелые суглинки с примесью щебня, гальки, строймусора и булыг весом до 10 кг

1950

Крупная галька размером до 90 см чистая или с примесью булыг весом до 10 кг

1950

V.

Скальные грунты (мягкие)

2200

Разрабатываются частично вручную ударными инструментами и взрывами

2,6-10,2

VI.

Скальные грунты (плотные)

2800

Разрабатываются взрывами

15,0-24,0

VII.

Плывун

1300

Разрабатывается совковыми лопатами, ведрами и черпаками

—-

Степень трудности разработки показывает, что если в грунте I категории на разработку 1 куб. м грунта затрачивается время, равное единице, то в грунте, например, IV категории для разработки 1 куб. м грунта потребуется времени в 2 раза больше.

Зимой из-за промерзания грунтов трудность разработки большинства грунтов сильно возрастает. Происходит это оттого, что вода, находившаяся в грунте, при замерзании сильно связывает его частицы. Для работы зимой существует особая классификация грунтов, приводимая в таблице снизу.

Трудность разработки скальных грунтов от времени года не зависит, а плывун зимой обычно даже легче разрабатывать, чем летом.

Глубина промерзания зависит от ряда условий. Чем меньше снега, чем длиннее зима, чем больше мороз, тем глубже промерзает грунт.

Чем глубже промерзает грунт, тем труднее его разрабатывать.

I группа

Грунты, требующие разрыхления применения кирки и частичного лома

II группа

Грунты, требующие для их разрыхления обязательного применения лома и частично клина с молотом

Категория грунтов

При глубине промерзания в м Категория грунтов

При глубине промерзания в м

I.

До 0,75 I. Более 0,75
II.

До 0,75

III. (за исключением тяжелого суглинка и жирной чистой глины) 0,75
IV. (плывун)

До 0,75

III группа

Грунты, не поддающиеся разработке ломом и требующие применения клина с молотом или взрывных работ

IV группа

Грунты, не поддающиеся или крайне трудно поддающиеся разработке клином с молотом и требующие применения взрывных работ

Категория грунтов

При глубине промерзания в м Категория грунтов

При глубине промерзания в м

II

Более 0,75
III (за исключением суглинка и чистой жирной глины)

Более 0,75

IV (плывун) Более 0,75 IV, а также тяжелый суглинок и чистая жирная глина

Независимо от глубины промерзания

Даем наибольшую величину промерзания грунтов для некоторых местностей России и Украины:

  • Москва — 1,6 м
  • Челябинск — 2,4 м
  • Одесса — 0,8 м
  • Киев — 1,0

Данные максимально приближены к реальным. Источником служат технические материалы техникумов утвержденных ГУУЗ.

Основные свойства грунтов

Основные свойства грунтов: объемный вес, способность грунта держать откос и разрыхляемость.

Объемным весом называется 1 кубический метро грунта в плотном теле и в состоянии естественной влажности, т.е. в том состоятнии, в каком грунт находится в земле. Объемный вес важнейших грунтов указан в первой таблице данной статьи.

Если взять сухой грунт и свободно насыпать его кучей на горизонтальную поверхность, то частицы его образуют некоторые откосы. В этом случае говорят, что грунт имеет естественный откос. Угол, под которым располагается такой откос по отношению к горизонтальной поверхности, называется углом естественного откоса и измеряется в градусах.

ugol-estesvennogo-otkosa-grunta-1

Величины этих углов зависят от степени влажности грунта. Чем прочнее связь между отдельными частицами грунта, тем более крутой откоса может держать грунт. Некоторые грунты могут держать вертикальный откос (скала, сухой суглинок и др.), другие же осыпаются, образуя пологий откос (песок, гравий, супесок).

В таблице снизу даны значения величины углов естественного откоса для различных грунтов:

Наименование грунтов

Угол естественного откоса в градусах

Сухой грунт

Влажный грунт

Мокрый грунт

Гравий

40

40

35

Песок крупный

30

32

27

Песок средний

28

35

25

Песок мелкий

45

35

15

Суглинок

50

40

30

Растительная земля

40

35

25

Торф без корней

40 25

14

Грунт, вынутый из земли, разрыхляется, т.е. объем его увеличивается, потому что в разрыхленном грунте образуется больше пустот, чем было раньше, когда он находился в плотном состоянии (в плотном теле).

Различаю первоначальное и остаточное разрыхление грунта. Если грунт только что выброшен из выемки, он имеет первоначальное разрыхление.

С течением времени этот выброшенный грунт уплотняется, однако он никогда не достигает плотности, какая была у него до разработки. Небольшое увеличение его объема (коэффициент разрыхления) все же останется. Это разрыхление, остающееся после окончательного уплотнения грунта, называется остаточным разрыхлением.

И первоначальное и остаточное разрыхление измеряется в процентах увеличения объема грунта по отношению к объему его в плотном теле (до разработки).

В таблице снизу приведены значения процента первоначального и остаточного разрыхления для различных грунтов.

Первоначальное и остаточное разрыхление грунтов

Наименование грунтов

Процент первоначального разрыхления

Процент остаточного разрыхления

Пески

8-17

1-2,5

Торф, растительный грунт, чернозем

20-30

3-4

Рыхлый лесс, гравий

14-28

1-5

Глина, суглинок

24-30

4-7

Жирная ломовая глина, плотный лесс

26-32

6-9

Разборная скала

33-37

11-15

Скальный грунты

30-45

10-20

Например. Необходимо вычислить, насколько увеличился объем 100 куб. м глины при ее разрыхлении. По таблице находим, что процент первоначального увеличения объема будет от 24 до 30. Примем его в среднем равным 27%. Процент остаточного разрыхления равен примерно 4-7, или в среднем 6%. Тогда первоначальный объем выброшенной из котлована глины будет равен: 100+100*27/100 = 127 кубических метров Остаточный объем после окончательного уплотнения насыпанного грунта будет: 100+100*6/100= 106 кубических метров грунта.

5. Физические характеристики грунтов.

Плотность грунта (г/см3, т/м3) — отношение массы грунта к его объему:

.

Удельный вес грунта (кН/м3): .

Влажность грунта — отношение массы воды к массе твердых частиц, выражаемое в долях единицы, иногда в процентах:

.

Плотность частиц грунта (г/см3, т/м3) определяется как отношение массы твердых частиц грунта к их объему:

.

6.Производные физические свойства грунтов.

Раличают два вида характеристик грунтов:

  • основные, которые определяют экспериментально, опытным путем;

  • производные, вычисляемые по формулам.

Основные характеристик: плотность грунта, плотность частиц грунта и влажность.

Плотность грунта – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этой массой объему.  = (mт + mв)/(vт + vв) – г/см3 или т/м3

Плотность частиц грунта – отношение массы частиц грунта к занимаемому им объему.

s = mт /vт – г/см3 или т/м3

Влажность – все количество воды, содержащееся в грунте. Существует несколько показателей влажности:

а) естественная или природная влажность – все количество воды, которое содержится в порах грунта в его природных условиях;

б) весовая влажность – отношение массы воды к массе сухого грунта, выраженное в % (или абсолютная влажность) w = mв/mтх 100 %

в) полная влагоемкость – влажность, при которой все поры заполнены водой wsАт = е/s

г) относительная влажность – степень влажности показывает, какую часть объема пор в грунте занимает вода. Численно она равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости Sr = w/wsАт

Классификация грунтов по степени влажности:

Sr < 0,5 – маловлажные;

Sr > 1,0 – волонасыщенные;

Sr = от 0,5 до1,0 – влажные.

Плотность сухого грунта — отношение массы сухого грунта с ненарушенной структурой к занимаемому этим грунтом объему d = mт/(vт + vп).

Пористость – характеризует объем всех пустот в грунте. Пористость зависит от минерального состава и формирования грунта. Чем больше дисперсность грунта, тем больше его пористость n = vп/(vт + vп) х 100.

Коэффициент пористости отношение объема пор к объему твердых частиц е = vп / vт.

Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (s)

 = g, здесь g = 9,81 м/сек2

s= gs Удельный вес грунта в сухом состоянии d = gd.

7. Для более полной оценки свойств грунтов помимо основных используют и дополнительные физические характеристики: гранулометрический состав, плотность грунта в сухом состоянии, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель текучести.

Плотность сухого грунта (плотностью скелета грунта) — отношение массы сухого грунта (частиц грунта) к объему всего грунта:

или . (1.5)

Пористость грунта — отношение объема пор ко всему объему грунта, что соответствует объему пор в единице объема грунта:

. (1.6)

Относительное содержание твердых частиц в единице объема грунта:

, тогда . (1.7)

Коэффициент пористости грунта — отношение объема пор к объему твердых частиц:

или . (1.8)

Степень влажности (степень водонасыщения) — отношение объема воды в порах грунта к объему пор и соответствует отношению влажности грунта к его полной влагоемкости:

или . (1.9)

По консистенции различают три состояния глинистого грунта: твердое, пластичное и текучее. Границами между этими состояниями являются характерные значения влажности, называемые границей раскатывания (нижний предел пластичности) играницей текучести (верхний предел пластичности) .

Число пластичности грунта — разница между границей текучести и границей раскатывания:

. (1.10)

Показатель текучести глинистого грунта:

.

11. Водопроницаемость грунтов

Водопроницаемостью грунтов называют способность их пропускать сквозь себя воду. Вода в порах грунтов может передвигаться под влиянием ряда причин: силы тяжести; внешнего давления; капиллярных сил; адсорбционных сил, развивающихся на поверхности раздела твердых частиц и воды; промерзания породы; давления газов и др. При инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях чаще всего практический интерес представляет передвижение воды под влиянием силы тяжести. Под капиллярным давлением воды в грунтах понимается их способность поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх или в стороны вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонент грунта. В их основе лежат силы взаимодействия воды и воздуха с твердыми частицами грунта, проявляющиеся в смачивании последних, образовании в порах менисков и в других явлениях.

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.

 грунт

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.

 грунт

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.

 грунт

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.

 грунт

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.

 грунт

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).

 грунт

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.

 грунт

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

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.


ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация / 25100 2011

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭ

Грунт: виды грунтов. Характеристики грунтов

Многие привыкли воспринимать почву именно в том виде, в каком она представлена сейчас. Однако природа миллионы лет занималась её формированием. Изначально поверхность представляла собой горную породу. Со временем она подвергалась эрозии, влиянию дождя и минералов. Останки первых и последующих растений обогащали почву гумусом. Благодаря этим метаморфозам верхний слой увеличивался, становясь лучше по составу и структуре. По геологическим причинам механические и химические характеристики разнятся на всей поверхности. Грунт — почва, всё разнообразие горных пород, техногенные образования. Всё это на протяжении длительного времени было объёктом инженерной и хозяйственной деятельности человека.

грунт виды грунтов

Классификация

Существует несколько основных разновидностей грунта. К ним, в частности, относят:

  • Монолитный скальный и полускальный с жёсткими структурными связями.
  • Дисперсный, раздельно-зернистый без прочных структурных соединяющих. Связные – глинистые, несвязные – крупнообломочные.

Применяется грунт при сооружении основания зданий, в инженерных конструкциях, а также в покрытии дорог, насыпях и плотинах. Хорошо подходит для создания подземных каналов: тоннелей, хранилищ и прочего. Почвоведение – наука, областью изучения которой является грунт.

Виды грунтов и их свойства

Для постройки надёжного фундамента необходимо учитывать физические качества почвы, которая находится в основании. Основную информацию содержит таблица грунтов. Перед началом работ должен быть осуществлён расчёт сопротивления земли. При оценке его технической пригодности должны быть рассмотрены такие аспекты, как:

  1. Однородность состава.
  2. Во внимание должен быть взят и коэффициент трения частей массы грунта друг о друга.
  3. Максимальное количество поглощения воды, а также начальное её наличие.
  4. Способность грунта удержать поглощаемую им жидкость, несмотря на приложенные усилия для её удаления.
  5. Размываемость и растворимость в воде, сжимаемость, разрыхляемость, пластичность и им подобные характеристики.
  6. Сцепление, а также форма и размер частиц. В данном случае подразумевается прочность связей, которыми обладает грунт.грунт почва

Виды грунтов разделены на две большие категории, которые различны между собой по строению, физическим свойствам и способам разработки. Также подразумеваются промежуточные группы скалистых разрушенных пород. Они состоят из несвязанных между собой или соединённых посторонними примесями камней. Последние носят название конгломератов.

Рыхлые структуры

В этой группе состоят песчаные типы грунтов, которые при высыхании не теряют своего объёма. В чистом виде они имеют почти незначительную связь между частицами. Также сюда включают и глину. Она способна увеличивать свои объемы при намокании и в зависимости от влажности может обладать хорошей связностью. Пески не обладают пластичностью. После применения силы они мгновенно сжимаются, но не сохраняют придаваемой им формы. А вот глина очень легко поддаётся видоизменению. Она под воздействием внешней силы довольно медленно, но сильно сжимается.

Скальные структуры

Это сцементированные и спаянные между собой породы. Внешне эти структуры представляют собой сплошной массив или трещиноватый слой. Насыщенные водой, они показывают высокий процент прочности при сжатии. Эти структуры легко растворимы и размягчимы в воде. Они хорошо подходят в качестве основы для фундамента благодаря своей прочности, стойкости к сжатию и морозам. Несомненным преимуществом этих структур является также и то, что для них не требуется дополнительного вскрытия и заглубления.

Конгломераты и нескальные структуры

Большую их часть составляют нескреплённые кристаллические и осадочные крупнообломочные породы. Эти структуры способны выдержать постройки в несколько этажей. На этих грунтах осуществляют закладку ленточного фундамента, глубина которого не меньше половины метра. На территории РФ находится достаточно много разновидностей наскальных структур, которые имеют самые разнообразные физические свойства.

типы грунтов

Сыпучая структура

Следует сказать, что грунт-песок считается достаточно распространенной структурой. Что собой представляет эта категория? В состав грунта входит сыпучая смесь зернового кварца, а также других материалов, которые появились из-за выветривания частиц горных пород очень небольшого размера. Эти структуры разделены на несколько подгрупп. Это, в частности, гравелистые, средние и крупные, пылеватые породы. Все указанные структуры легко подвергаются разработке, отличаются высокой водопропускаемостью, под давлением хорошо уплотняются. При укладке песка равномерным слоем по плотности и объёмам можно заложить хорошую основу для последующего строительства. Использование максимальных его характеристик произойдёт в том случае, если уровень промерзания располагается выше подземных вод. Всё это зависит от особенностей региона, в котором происходит строительство. Сжатие песка происходит в короткий срок, а значит, осадка такой структуры не потребует много времени. Ее крупность прямо пропорциональна способности выдерживать нагрузки. Размер частиц пылевого песка варьируется от 0,005 до 0,05 мм. Он не будет хорошим основанием для постройки, поскольку плохо справляется с высокими нагрузками. Песчаный грунт способен проседать под давлением. Также он почти не промерзает и легко пропускает воду. Если фундамент базируется на такой почве, то он должен закладываться на глубине, не превышающей 70 см, но не менее сорока сантиметров.

грунт песок

Пластичные структуры. Подкатегории

Пластические характеристики грунтов позволяют разделить их на несколько подгрупп. Рассмотрим основные из них. Сыпучие структуры, в содержании которых 5–10% глины, называются супесями. Некоторые из них при разбавлении с водой становятся текучими, сходными с жидкостью. Из-за этого такой грунт ещё называется плавуном. Такие структуры непригодны для основания фундаментов. Суглинки в своём составе имеют от 10 до 30% глины. Бывают они лёгкие, средние и тяжёлые. Указанные показатели обеспечивают промежуточное положение таких грунтов между глиной и песком.

Физические характеристики грунтов имеют большое значение в строительстве сооружений. Далеко не на каждой горной породе можно возвести здание. В отличие от сыпучей структуры, глина имеет высокую сжимаемость. При этом под нагрузкой процесс уплотнения довольно медленный. Соответственно, и осадка зданий на таком грунте займёт больше времени. Комбинированные слои грунта — из горной породы и сыпучей структуры — не имеют сопротивляемости к разжижению. Из-за этого у них низкая несущая способность. В состав грунта входят мельчайшие частицы, размер которых не превышает 0,005 мм. В этой структуре содержится также небольшое количество сыпучих частиц. Глина легко поддаётся сжатиям и размывке. Слежавшаяся в течение многих лет, эта структура послужит отличным основанием для закладки фундамента дома. Однако здесь существует ряд оговорок, ведь в природном состоянии глину практически невозможно встретить сухой.

песчаный грунт

Мелкая структура породы способствует образованию капиллярного эффекта. Он приводит к постоянному влажному состоянию глины. Но недостаток такого рода структуры не в её влажности, а в неоднородности. Она плохо пропускает воду. Из-за этого жидкость распространяется через различные грунтовые примеси. При низких температурах глина начинает примерзать к постройке, что приводит к её вспучиванию. Это способствует поднятию фундамента. Влажность глины неравномерна. В свою очередь, это значит, что подниматься она будет в каждом месте по-разному. Всё это приводит к разрушению здания. В некоторых местах сильнее, в других незначительно, но по всей поверхности на фундамент воздействует грунт. Виды грунтов, в зависимости от свойств, влияют на фундаменты по-разному.

Макропористые структуры

Это отдельная категория, которую образуют глинистые грунты. Свое название макропористых они получили благодаря наличию крупных промежутков между частицами. Поры видны даже невооруженным глазом. При рассмотрении можно увидеть, что они существенно превышают скелет грунта. К этой структуре относятся лёссовые породы. В их составе присутствует более 50% пылевидных частиц. Эти структуры имеют широкое распространение на юге России и Дальнем Востоке. Под влиянием влаги такая порода размокает и теряет устойчивость. Если начальная стадия глинистых грунтов формировалась ввиду структурных осадков в воде, в которых присутствовали микробиологические процессы, то она называется илом. Они чаще всего встречаются в болотистых и заболоченных местах и в зоне торфоразработок. Если основание возводится на территории, на которой велика вероятность наличия лессовых и илистых грунтов, то следует принять необходимые меры по укреплению постройки.

Определение консистенции на участке

Структура глинистых грунтов определяется при разработке лопатой визуально. Например, к инструменту будет прилипать пластичная смесь. Совершенно по-другому себя будет вести твёрдый грунт. Виды грунтов определяются с помощью скатывания их в шнур или растирания ладонями. Так можно оценить их пластичность. Глинистые грунты хорошо сжимаются, размываются и вспучиваются при замерзании. Эти структуры являются одними из самых привередливых и неблагоприятных для возведения фундамента. На такой местности основание должно быть заложено на всю глубину промерзания. Оценка почвенного состава на участке выполняется посредством лейки. Зафиксируйте время поглощения воды с поверхности. Если впитывание происходит в течение секунды, то структура каменистая или песчаная. Довольно быстро принимает воду и влажная торфянистая порода. А вот на поверхности глинистого грунта жидкость задерживается.

слои грунта

После этого наберите немного промоченного слоя и сожмите его в ладони. Если структура распалась на крупинки или просочилась сквозь пальцы, то это каменистая или песчаная порода. Глина легко поддаётся сжатию и зафиксируется в форме комочка. По ощущению она довольно скользкая. Если почва кажется мыльной, шелковистой и не так сильно сжимается, то, скорее всего, она илистая или суглинистая. Торфянистая структура схожа с губкой.

Как определить структуру в домашних условиях?

Полная столовая ложка почвы помещается в стакан с чистой водой. Её необходимо перемешать и оставить. Спустя несколько часов можно увидеть результат. Если на дне слоистый осадок, а сама вода относительно чиста, то вы добавили суглинистый грунт. Песок, камни на донышке и чистая жидкость – это уже другая структура. Скорее всего, это горная порода. В частности, это может быть песчаная или каменистая почва. Сероватая вода и белесые крупинки характеры для известняковой структуры. Торфянистая почва сделает воду мутной. На поверхности при этом будут плавать тонкие и лёгкие фрагменты, а на дне появится небольшой осадок. Если в воде глинистый и илистый грунт, то она помутнеет. При этом на дне образуется тонкий осадок.

Уровень рН

Почва может подразделяться в зависимости от степени кислотности. Так, по показателю рН структуры бывают слабокислотные, нейтральные или слабощелочные. У последних уровень кислотности грунта варьируется от 6,5 до 7,0. Он отлично подходит для садовых растений, в том числе овощей, способствует более быстрому их росту и развитию. Кислотный грунт имеет показатели от 4,0 до 6,5, а вот от 7,0 до 9,0 – это уже щелочная структура. Помимо указанных, есть и крайние точки шкалы — от 1 до 14, однако в практике европейского садоводства они практически не встречаются. Знание этих данных необходимо для верного подбора растений на посадку. Кислотность почвы можно снизить за счёт смешения структуры с известью. Повысить уровень рН помогут органические кондиционеры. Однако последний процесс отличается довольно высокой стоимостью. В связи с этим на участках с щелочной почвой можно выращивать ацидофилы в контейнерах и кадках, которые наполнены кислой структурой.

Выращивание растений

При выборе грунта для насаждений необходимо сделать акцент на такие моменты, как:

  • Область его применения. Существует грунт для цветов, рассады, а также садовый и универсальный. Есть возможность приобретения торфа. Всё это зависит от того, для чего необходима почва, какие культурные или декоративные насаждения на ней будут выращиваться.
  • Виды растений. Если вы собираетесь выращивать представителей одной категории, то лучшим выбором будет специальный грунт именно для него. А вот если нескольких, подойдёт универсальный.
  • Потребляемый объём.

Чтобы почвенная смесь была более рыхлой, используют вермикулит. Чтобы корни не гнили от застоявшейся воды, на дно при посадке растений укладывают дренажный слой. Для кактусов и ряда других растений грунт перемешивается с сыпучей структурой. Если посадка происходит в неплодородных местах, то её качество поможет улучшить торф. Гидрогель способствует улучшению влаго- и воздухообменных процессов. Для уменьшения уровня рН используют древесный уголь. Его добавляют в грунт для цветов (например, для орхидей) и других растений.

Полезные примеси

Растительные почвенные структуры, в основном, применяются в ландшафтных работах. А вот область применения структур с различными «полезными» примесями значительно шире из-за включения в состав камней, глины и прочих компонентов. Каково процентное содержание необходимых полезных ингредиентов? Как правило, грунт плодородный представляет собой комбинацию 50% торфа, 30% чернозёма и 20% песка. Таким образом, в его состав входит повышенное содержание органических соединений и минеральных веществ. Грунт плодородный отличается высокой водонепроницаемостью. Такая структура обеспечивает полное питание культурных растений вне зависимости от стадии их роста.

таблица грунтов

На агротехнических предприятиях, фермах, а также на частных участках плодородный грунт применяется достаточно активно. Он хорошо справляется с задачами, которые ставятся в процессе выращивания культурных насаждений. Особое значение имеет то, что он способствует улучшению структуры почвы, увеличивает урожайность. В дополнение ко всему, такая смесь не нуждается в дополнительном использовании удобрений.

Как улучшить структуру грунта?

Для бедных каменистых и песчаных почв применяется перегнивший навоз, смешанный с соломой. Отдавать предпочтение лучше конскому, нежели коровьему. Он способствует задержке влаги и полезных компонентов у корневой системы растений. Но в свежем виде навоз добавлять нельзя. Для этих же целей может быть использован садовый компост. Смесь из перепревшего конского навоза, извести и торфа называется грибным компостом. Если в нейтральных почвах необходимо создать слабощелочную реакцию, то такая смесь отлично подойдёт. Листовой перегной подходит для растений, которым необходима кислотная почва, то есть для влаголюбивых ацидофилов. Кондиционирует, мульчирует и подкисляет землю. Для этих же целей можно использовать древесную стружку и опилки. Для окисления почвы используется торф. Он быстро разлагается, но практически не содержит питательных веществ. В зимний период можно использовать птичьи перья, которые богаты фосфором. Также их добавляют на участки, где предполагается посадка картофеля. Чтобы улучшить водопроницаемость и структуру глинистых почв, используют измельчённую древесину. Кора также применяется для мульчи, за счет внешнего вида и качеств. Желательно применение кондиционера одновременно или вместо внесения органических удобрений. Участки грунта, которые только планируется засеивать, перекапываются и смешиваются с ними за несколько месяцев до начала посадок. Для удобрения уже посаженных растений почву обогащают слоем мульчи из кондиционирующих органических материалов с удобрениями в самом начале и конце сезона.

4. 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 с точки 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 грунтысыпучие 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 грунтысвязные 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.

Суглинок имеет свойства глины, супесьпеска, но в значительно меньшей степени. В глинистых грунтах особо выделены лессовидные грунты. 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:

глинистые — < 0,005; пылеватые — 0,005.. .0,05; пески-0,03… 3; гравий-3… 40; галька- 40-200; камни, валуны — > 200

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 — < 3%; супеси -3-10%; суглинки — 10…30%; песчаные глины — 30…60%; тяжелые глины — > 60%.

Влажность грунта характеризуют 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 — < 0,05; мелкозерни­стый песок — 1…5; гравий — 50… 150.

Плотность грунта — это масса 1 м3 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/м3, песчаных грунтов — 1,6…1,7 т/м , скальных грунтов — 2,6…3,3 т/м3.

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).

Таблица2.1

Коэффициенты разрыхления для различных грунтов

Наименование фунтов

Коэффициенты разрыхления

первоначального

остаточного

Глина

Суглинок

Торф

Песок и супесь

1,26…1,32

1,14…1,28

1,2—1.3

1,08…1,17

1,04… 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 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.

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.

Таблица 2.2

Допустимая крутизна откосов

Грунты

Крутизна откосов при глубине выемки, м

до 1,5

от 1,5 до 3

от 3 до 5

Насыпной, естественной влажности

1:0,25

1: 1

1: 1,25

Песчаный и гравелистый влажный

1:0,5

1: 1

1: 1

Супесь

1:0,25

1:0,67

1:0,85

Суглинок

1:0

1:0,5

1:0,75

Глина

1:0

1:0,25

1:0,5

Лессовый грунт сухой

1:0

1:0,5

1:0,5

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при кото­ром грунт находится в состоянии предельного равновесия, определяю­щими факторами которого являются угол внутреннего трения грунта, силы внутреннего сцепления и давление вышележащих слоев грунта.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о