Горные породы фундамента, как правило, представляют собой магматические, метаморфические и осадочные породы, которые залегают на глубине и служат основой для других геологических слоев. К таким породам относятся гранит, габбро, кварцит и сланец, каждая из которых имеет свои уникальные физические и механические свойства.
Эти породы играют важную роль в геологии, поскольку они влияют на стабильность и прочность строительных объектов, а также определяют характер подземных вод и ресурсы региона. Изучение и оценка этих пород необходимы для грамотного проектирования и строительства фундаментов зданий и других сооружений.
Классификация грунтов – особенности структурно-неустойчивых грунтов
Перед строительством фундамента (неважно, что вы планируете построить: одно-, двух- или трехэтажный частный дом), обязательно нужно определить типы грунта, его характеристики, а также произвести расчеты на возможные нагрузки, которое сможет выдержать основание. Лучше, если вы закажете инженерно-геологические услуги, но, если не позволяют условия или финансовая возможность, то хотя бы изучите грунт самостоятельно и проведите минимальные расчеты.
Состав и строение грунта
Прежде чем разбирать разновидности грунтов нужно понимать, что такое грунт, основной его состав, чтобы лучше в дальнейшем понять его структуру и свойства. В разъяснении нам поможет замечательное пособие С. А. Пьянкова «Механика грунтов», а также ГОСТ.
Разновидности грунта согласно ГОСТ 25100-2011
Все грунты можно классифицировать по гранулометрическому составу на:
- Скальные
- Дисперсные
- Мерзлые, мы их не будем рассматривать в рамках этой статьи.
Упростим сложную и подробную классификацию, приведенную выше:
- Самые прочные и способные нести высокую нагрузку – скальные (известняки — но не все, и только не при высоком уровне вод, а также гранит, сланцы), они не часто встречаются, более распространены дисперсные. Скальные грунты не вспучиваются, не проседают.
- Дисперсные грунты. Нас интересуют следующие типы грунтов: крупнообломочные (например, валуны, дресва, галька), глина, суглинки, супесь, песок, ил, песок, торф, пылеватый песок, лёссовые грунты.
По классификации гранулометрического состава, приведенной ниже в таблице несложно определить размерность частиц.
Если вы по какой-то причине не можете отнести в лабораторию пробы грунта (например, нет в вашем городе лаборатории), то без лаборатории, так сказать «в полевых условиях», грунт можно диагностировать по описанию в следующей таблице:
Еще один популярный способ определения в полевых условиях типа грунта — во влажном состоянии, будем "катать колбаски". Разумеется, щебень или торф вы и так определите визуально, такой способ подходит для глиносодержащих видов грунта. Смачиваете образец грунта водой и пытаетесь скатать жгутик ладонями. По признакам определяете тип.
Для того, чтобы у вас было представление о том, как выглядят суглинок, супесь, глинистая почва, песчаная почва приведем следующее изображение:
Есть некоторые способы, по которым можно определить типы грунта, гранулометрический их состав, а также некоторые их характеристики, вроде плотности, влажности, но для этого вам придется проводить опыты (которые, к слову, мы бы не советовали вам проводить самостоятельно, проще обратиться в лабораторию, и заниматься тем, что у вас отлично получается, предоставив лабораторные опыты специалистам, которые смогут замерить физ.свойства грунтов, их состав наиболее точно, без больших погрешностей).
Проблемные, сложные грунты
Если вы несчастливый обладатель подобных грунтов на участке, будьте внимательны и бдительны, много раз подумайте, прежде чем строить, а лучше проконсультируйтесь со специалистом и обязательно сделайте анализ грунта на участке, если еще не сделали.
Далее рассмотрим, как выглядят определенные разновидности грунта, и разберем их основные характеристики. Не будем рассказывать о валунах, гальке, щебне, вы сможете отличить такой тип грунта, видели неоднократно.
Расскажем о других типах, которые зачастую бывают проблемными, теряя свою прочность под внешним воздействием, например, напитываясь водой, или соединяясь с другими грунтами и их примесями.
Такие грунты — структурно-неустойчивые грунты, то есть изменяющие свою структуру под внешними влияниями, просадочные грунты.
- Мерзлые и вечномерзлые
- Карстующиеся грунты
- Лессовые грунты
- Органоминеральные и органические грунты
- Набухающие
- Слабые водонасыщенные глинистые
- Насыпные
- Засоленные
Мерзлые и вечномерзлые
Мерзлые грунты имеют температуру ниже нуля, в том или ином виде содержат в составе частицы льда. После нахождения в мерзлом состоянии от 3 лет и больше такие грунты уже приобретают свойства вечномерзлых грунтов.
В замерзшем состоянии мерзлые и вечномерзлые грунты очень прочные, не подвержены деформациям, так как связующие их криогенные структуры повышают первоначальную прочность.
В процессе таяния полностью меняется структура и физико-механические свойства, происходят серьезные деформации. Некоторые грунты даже становятся жидкими после оттаивания.
Основная особенность всего класса мерзлых грунтов — просадочность при таянии, когда происходит масштабное уменьшение объема грунта. Вечномерзлые грунты — достаточно проблемный тип грунта для проектирования и строительства.
Какой фундамент выбрать? Это можно определить только после определения всех необходимых расчетных деформационо-прочностных характеристик в процессе лабораторных испытаний.
- Первый вариант — сохранить структуру криогенных связей — мерзлое состояние как во время строительства, так и при дальнейшей эксплуатации. Сохранение вечной мерзлоты грунта сохраняется путем организации холодных первых этажей, проветриваемых холодных подполий с вентилируемыми продухами. В этом случае определяем мин.глубину заложения фундамента по СНиП 2.02.04-88:
- Второй вариант — подготовка сооружения к неравномерной осадке. Можно заменить неустойчивый грунт на непосадочный песок или крупнообломочный грунт. Можно также опирать фундамент на более прочный слой, тогда можно использовать вечномерзлые грунты в оттаявшем состоянии или состоянии таяния. Это возможно лишь при условии наличия в массиве грунта прочных малодеформирующихся в процессе оттаивания грунтов.
Заглубление фундамента в этом случае осуществляется на основании расчетной глубины сезонного промерзания грунта df и уровню подземных вод, которые образуются в процессе оттаивания.
Необходимо застраивать площади на вечномерзлой земле только по одному из вариантов, а не так, что сосед выбирает холодный первый этаж, а вы — сваи.
Стоить отметить, что широко используемые в северном строительстве сваи тоже подвержены негативному воздействию: напорному давлению вод при промерзании грунта; хим. агрессивности воды оттаявшего слоя; появлению трещин из-за температурных деформаций.
Известняки
Известняки, как и другие грунты из группы скальных осадочных карбонатных пород, в сухом виде — прочные, а при намокании грунтовыми водами ее теряют.
Есть известняки изначально с низкой плотностью и широкой «пористостью» — ракушечники, есть и другая намного более плотная разновидность с низкой пористостью. Прочность у первых в сотни раз ниже, чем у вторых.
Одна из разновидностей известнякового грунта – мергель, который представляет собой микс из известняка и глины.
Основание из известняка (кстати, это же касается и доломита, мела) — довольно опасно для сооружения фундамента, хотя казалось бы скальный грунт. Там, где пласт известняка легко доступен воде, может со временем сформироваться большущая воронка, так как известняки подвержены размытию. Известняки относятся к карстующимся породам (также как гипс, доломит) — горные породы, способные растворяться при размывании поверхностными и подземными водами. В итоге может произойти карстовый провал:
В случае залегания пласта известняка на участке необходимо определить его пористость и продумать отвод поверхностных вод. В таком неблагоприятном случае многие прибегают к использованию свайного фундамента. Советуем не импровизировать, лучшим вариантом для вас будет консультация с хорошим специалистом геологом, инженерные изыскания в данном случае обязательны.
Лёссовые грунты, лёссы, лессовые суглинки
Нельзя сказать с точностью, каким образом появились такие грунты, ученые до сих пор об этом спорят. Лёссовые породы относятся к структурно-неустойчивым грунтам (но не все из них просадочные).
Такой тип очень распространен на протяжении больших территорий в России, Украине, Европе, причем лёссом занято более 80 % территории Украины. Залегание такого типа грунта обычно располагается сразу под почвенным покровом, в верхних слоях.
Лессовые грунты обычно светло-желтого или светло-коричневого цвета (его еще называют палевый цвет), или же даже буро-желтого.
Лессовые грунты содержат больше воздуха, чем твердых частиц, содержат множество макропор, пористость до 60%. Больше 60 процентов частиц – мелкие пылеватые, также содержится глина и в меньшей степени песок.
На изображениях ниже можно рассмотреть характерное для лёссовых пород наличие вертикальных "бороздок", прожилок или канальцев. Такие макропоры в виде трубочек доходят в диаметре до 3 мм.
Различают типичные лёссы и лессовые суглинки. Лёссовые суглинки содержат больше глины, чем типичные лёссы, им присущ более темный цвет, иногда красновато-бурый. Лёссовые суглинки менее пористые и, следовательно, более плотные, менее просадочные.
В обычном состоянии лессовые отложения весьма прочные, способны выдерживать большие нагрузки, но при увлажнении прочность теряется, возникают дополнительные просадочные деформации от нагрузки – как внешней, так и от собственного веса.
Чтобы определить степень просадки лёсса, его в лабораторных условиях уплотняют под давлением, а затем подвергают замачиванию.
Органоминеральные и органические грунты — торфы, заторфованные, сапропели
Торфяники распространены в Подмосковье, на востоке и северо-востоке. Они относятся к слабым грунтам, с присущей низкой прочностью.
Какие характеристики присущи торфам и заторфованным грунтам?
- Высокая водонасыщенность
- Сильная сжимаемость
- Осадочность, медленно протекающая
- Изменяемость характеристик под нагрузками
- Подземные воды представляют собой весьма агрессивную среду по отношению к строительным конструкциям.
Помимо градации по количественному содержанию торфа органоминеральные и органические грунты делятся на:
- Открытые, находящиеся близ поверхности;
- Погребенные, располагающиеся в виде слоев или линз в глубине толщи;
- Искусственно погребенные
Важно значение степени разложения торфяных грунтов – степень разложения слагаемых его растительных остатков – гумуса.
Важно оценить и характер залегания торфосодержащих пород:
Напластование, имеющее в составе торф и заторфованные грунты — одно из наихудших оснований, так как приводит к дальнейшим деформациям и просадкам.
Нельзя возводить фундамент с непосредственным опиранием его на сильнозаторфованные грунты, торфы, сапропели и ил.
Мероприятия по укреплению неустойчивых органических и органикоминеральных грунтов описаны в СП 22.13330.2011 разделе 6.4 "Органоминеральные и органические грунты".
В числе мероприятий замена нейстойчивого грунта средне- или крупнозернистым песком, гравием (что может быть очень дорого, например, в виду высокой мощности слоя торфа), а также можно прибегнуть к строительству свайного фундамента с опиранием свай на слой грунта с высокими прочностными характеристиками.
Нельзя забывать, что в органических грунтах очень агрессивная среда для бетона и металла, поэтому нежелательно использовать стальные сваи, нужно позаботиться об изоляции свай для продлевания срока использования строения.
Набухающие
К таким грунтам можно отнести некоторые разновидности глиносодержащих грунтов. Набухающие грунты имеют свойство увеличиваться в объемах при контакте с водой, им также свойственна усадка при высыхании. Показатель влажности на пределе текучести, а также число пластичности у таких грунтов весьма высокие, природная влажность < влажности на границе раскатывания. Пески и супеси не подвержены набуханию практически, зато суглинки и глины подвержены этому свойству пропорционально содержанию в них частиц глины.
Опасность таких грунтов заключается в том, что любое изменение уровня грунтовых вод спровоцирует набухание, и последующую просадку грунта в связи с уменьшением объема грунта после подсыхания.
Степень возможного набухания определяется в процессе лабораторных компрессионных испытаний.
Подробнее про набухающие грунты, про расчетные характеристики, про деформации основания в следствии усадки и набухания — прочитайте в разделе 6.2 "Набухающие грунты" в СП 22.13330.2011. Там же приведена формула по расчету подъема основания в результате набухания.
Какие меры принимают для предотвращения усадок грунта под фундаментом?
- хороший дренаж и водоотведение;
- предварительное замачивание;
- устройство песчаных подушек;
- замена набухающего грунта полностью или частично;
- прорезка набухающего грунта, опирание фундамента на более надежный слой грунта (если слой набухающего грунта не больше 12 м).
Слабые водонасыщенные глинистые
Эта группа представлена илом, сапропелем, а также глинистыми грунтами в текучем или текучепластичном состоянии . Характерными свойствами такого типа сложных грунтов являются:
- большая водонасыщенность: влажность от 0,8, больше 80% заполненных водой пор;
- значение угла внутреннего трения 3°-14°, сцепления 0-0,02 МПа
- частая большая мощность водонасыщенного слоя — до 20 м;
- высокая сжимаемость грунта и малая прочность;
- расчетные осадки сооружений разнятся иногда значительно с реальными, фактическими посадками.
- неравномерная и очень большая осадка фундамента, построенного на водонасыщенном грунте.
Сапропель мы описывали и показывали чуть выше, приведем только его физические свойства:
Какие варианты фундаментов используют в строительстве?
- свайные фундаменты из железобетонных свай,
- песчаные подушки,
- дрены (песчаные сваи),
- известковые сваи,
- дренажные прорези
Стоит отметить, что имеет место быть процесс кольматации песка (естественное попадание мелких частиц, особенно глинистых и пылеватых в поры и трещины оснований) при устройстве песчаных подушек, свай, что со временем снижает устойчивость и прочность фундаментов.
Насыпные
Насыпные грунты относятся к так называемым техногенным грунтам, их особенностью является то, что они имеют нарушенную структуру.
К их основным характеристикам относятся:
- неравномерная сжимаемость, и как следствие дальнейшие деформации, особенно в связи с вибрационными нагрузками, замачиванием;
- постепенное самоуплотнение
Насыпные грунты могут самоуплотняться, продолжительность этого процесса различна, в зависимости от разновидности насыпи. Примерный срок самоуплотнения приведен в СП:
| удельный вес, кН/м3 | уд. вес частиц грунта, кН/м3 | модуль деформации, Мпа | угол внутренннего трения | сцепление, кПа | |
| слежавщиеся возрастом более 100 лет | 16,5 | 26,5 | от 8 до 12 | 18-20 | 4-8 |
| планомерно возведенные насыпи из песчаных грунтов | 16,5 | 26,5 | от 10 до 15 | 22 | 1 |
| непланомерно возведенные, неслежавщиеся насыпи | 16 | 26,5 | от 6 до 8 | 17-18 | 0-2 |
Уровень прочности насыпных грунтов повышается с помощью их уплотнения различными способами:
- трамбовкой, укаткой, гидровиброуплотнение
- устройство грунтовых подушек
- прорезка свайным фундаментом
- химическим способом, например, силикатизацией
Засоленные
Засоленные грунты в России распространены примерно на 10 процентах всей территории, преимущественно в Крыму, на Кавказе, а также Западно-Сибирской низменности.
Цитата из СП 22.13330.2011: "Степень засоленности грунта Dsal, % — отношение массы водорастворимых со лей в грунте к массе абсолютно сухого грунта."
Засоленные грунты при фильтрации воды подвергаются выщелачиванию. Вода растворяет соли, способствуя увеличению пористости. Основания грунтов в конечном итоге подвержены суффозионной осадке. При увлажнении засоленных грунтов изменяются их физико-механические свойства: плотность, прочность, деформируемость и водопроницаемость. К тому же еще одна опасность засоленных грунтов — агрессивность воды с растворенными в ней солями к стройматериалам, бетону.
Засоленные грунты в замоченном состоянии могут быть набухающими или просадочными. Все расчеты по засоленным грунтам доверьте специалистам.
Каким бы сложным грунт ни был на вашем участке, современные технологии строительства могут обеспечить вам прочную постройку на любом основании. Но только при условии полноценного инженерно-геологического обследования, проведения всех необходимых расчетов на основании этого исследования. Обладая знанием о всех возможных нагрузках на основание и будущее сооружение, можно сделать экономически целесообразный выбор подходящего по всем параметрам фундамента, который не даст трещины и деформации.
Если вы уже знаете, какой грунт у вас на участке, мы предлагаем вам воспользоваться калькулятором фундамента для расчета количества материалов и допустимых параметров конструкции.
Виды грунтов
В области инженерно-геологических исследований, особенно при подготовке строительства зданий и других объектов, ключевым аспектом является понимание различных типов грунтов. Грунты, как правило, классифицируются по множеству физических характеристик, в том числе по удельному весу, коэффициенту пластичности и степени влажности. Эти характеристики значительно влияют на выбор методов проведения геологических исследований и строительства.
Например, в влажном климате грунты подвергаются изменениям в своей структуре, что очень важно учитывать при планировании сельскохозяйственных или строительных проектов. Особое внимание уделяется грунтам, состоящим из песчаника, которые обычно образуют прочную основу для зданий. Влияние этих грунтов на стоимость и необходимость использования специфических инженерных методов не должно недооцениваться. Поэтому необходимо комплексное исследование грунта перед строительством.
Одним из вариантов исследования является определение коэффициента усадки грунта, который позволяет оценить, как грунт будет реагировать на нагрузку от строительных конструкций. Это особенно важно для грунтов, которые подвергаются значительным изменениям при воздействии влаги, например, для глинистых масс. Такие исследования часто являются главной составляющей при подготовке к строительству, поскольку правильное понимание свойств грунта позволяет избежать многих проблем в будущем.
Свойства грунтов
Грунт состоит из горных пород, имеющих разную степень выветривания, органики, воды, воздуха, продуктов хозяйственной деятельности человека и занимает верхние слои земной коры.
Природные грунты образуются в литосфере при разрушении горных пород под действием воды, воздуха, смещения литосферных плит. В результате получается состав с разной структурой – от крупных кусков с редкими трещинами до глины. Ближе к поверхности примешиваются органические продукты разложения живых организмов.
Во время перевозки или обработки природные грунты переходят в категорию техногенных.
Поэтому грунты в строительстве стали подразделять на:
- Строительные (ГОСТ 25100-2011)
- Питательные (ГОСТ Р 53381-2009)
Основное отличие заключается в наличии органики. В строительных грунтах она не желательна, в питательных почвах, чем ее больше, тем ценнее.
Перед началом строительных работ независимо от вида сооружений важно определить тип основания почвы, учитывая характеристики грунта и климатические условия выбирать заглубление фундамента на основании расчета возможных нагрузок.
Питательные грунты, состоящие в основном из органических веществ, отличаются плодородием, поэтому применяются в сельском хозяйстве, для озеленения парков, цветов в клумбах, благоустройства территории загородного дома, выращивания овощей и фруктов на даче, разведение домашних цветов. Считается, что питательные свойства любой почвы зависят от содержания гумуса. Однако по ГОСТу Р 53381-2009 питательный грунт — это специально приготовленная смесь на основе плодородной почвы, торфа, компоста, навоза, песка, вермикулита, которая дает повышенную плодородность почвы и урожайность.
Общие принципы классификации грунтов
На структуру и свойства грунтов, как на природные, так и на искусственные влияют многие факторы, в том числе воздействие живых организмов и человека. Природные питательные грунты образуются естественным путем и зависят от территории. Первые неприхотливые растения и лишайники, поселившиеся на рыхлой горной породе, отмирали и разлагаясь, создавали слой гумуса, который обогащался органическими веществами и продуктами жизнедеятельности животных.
В разных климатических зонах формируется много видов почв, отличающихся химическим и гранулометрическим составами плодородного слоя, условиями формирования грунта, рельефом, составом и глубиной залегания грунтовых вод.
- Арктическими
- Тундровыми глеевыми
- Подзолистыми
- Глееподзолистыми
- Дерново-подзолистыми
- Мерзлотно-таежными
- Болотными (торфяными)
- Серыми лесными
- Типичными черноземами
- Оподзоленными черноземами
- Выщелоченными черноземами
- Обыкновенными черноземами
- Южными черноземами
- Темно-каштановыми
- Каштановыми
- Светло-каштановыми
- Засоленными (солончаками, солонцами)
- Пойменными (песчаными, илистыми, сапропелевыми)
Плодородие снижается из-за перенесения почвы на другой участок – происходит деградация, поскольку гумусовый слой отрывается от основания материнской породы. Сейчас природные почвы редко встречаются в местах, где не ведется сельское хозяйство и не проживают люди.
Техногенные питательные грунты
Искусственными, или техногенными грунтами называются породы после воздействия человека, которые бывают:
Техногенно-измененными на месте залегания, загрязненные промышленными отходами, удобрениями, разрушенные взрывом или при буровых работах.
Техногенно-перемещенными (переотложенными) на другое место. Вначале грунт месте залегания взрывают, песок достают экскаваторами, при обработке материал очищают от примесей, сортируют по фракциям, нагревают. К таким грунтам относится щебень, отсев, обогащенный песок, керамзит, искусственные почвосмеси с добавлением минеральных и органических удобрений для посадки растений.
Искусственными грунтами являются антропогенные: исторические слои со старинными артефактами, изучаемые археологами. грунты с промышленными отходами, шлаками, мусором на свалках и другие.
Определение типа грунта на участке
Информация о видах грунтов требуется:
- Перед началом строительства – для понимания несущей способности
- Перед культивацией растений на участке – для понимания плодородия
Для определения типа грунта, содержащего глину в полевых условиях, имеется популярный способ — скатать ладонями жгутик из грунта, смоченного водой. Существуют более точные лабораторные способы определения типов грунта по гранулометрическому составу, плотности, влажности.
Основные виды грунтов:
- скальные;
- конгломераты;
- пески;
- глинистые.
Особенности скальных грунтов
Самыми прочными и способными к высокой нагрузки являются не вспучивающиеся монолитные скальные грунты с жесткими структурными связями, а также гранит и сланцы. Однако наиболее распространены дисперсные, которые бывают:
- крупнообломочными в виде валунов, дресвы, гальки,
- глинами,
- суглинками,
- супесями,
- песками, илом,
- торфом,
- пылеватым песком,
- лёссовыми грунтами.
У сплошного или трещиноватого массива твердых горных пород, благодаря высокому пределу прочности при сжатии, отсутствию промерзания идеальные механические свойства в качестве основания для строительства дома. Однако сложно бурить твердые горные породы и материалы, у которых есть еще одна опасность — боковой сдвиг. Чаще встречаются конгломераты — разновидность скальных грунтов, состоящих из не менее 50% крупных твердых пород, компоненты которых не жестко сцементированы между собой, что облегчает его разработку. Такое основание подходит для мелкозаглубленного ленточного фундамента с глубиной залегания не более полуметра. Таким, образом, благодаря хорошей несущей способности человек имеет возможность строить любые строения из любых материалов, даже с несколькими этажами.
Пески и их свойства
Наиболее распространен на территории России— песчаный грунт. Это рыхлое основание, включающее часть сыпучих фракций минералов, в основном кварца. Несущая способность связана с размером зерен, плотности и насыщаемости песка водой.
Подходящая фракция для строительства от 0,1 до 2 мм. более крупный и однородный песок считается надежным и прочным основанием. Плотный песок легче и быстрее утрамбовать, в результате уплотнения получается жесткая подушка под фундамент.
Песок хорошо пропускает воду. Если грунтовые воды залегают ниже уровня промерзания грунта, то проблем нет.
Разновидности глинистых грунтов
Разновидности глинистых грунтов зависят от уровня глины в составе: супеси и суглинки (тяжелые, средние и легкие). Супесью называют мелкозернистый рыхлый грунт с небольшой пористостью. У глины не однородная структура и разная плотность. Пласты глины с песчаными прослойками содержат влагу, неравномерно расширяющую грунт при замерзании и деформирующую строительную конструкцию.
На суглинках и супесях довольно опасно строить из-за их быстрого размывания. Многие из них относятся к плывунам, вообще не пригодным для строительства. Сыпучие, мягкие и слабые грунты требуют постоянного укрепления стенок шахты деревянными щитами с распорками.
Чтобы подобрать строительные материалы и подходящую технологию для возведения фундамента, грунт нужно тщательно изучать.
Строительные грунты – это горные породы с разной степенью разрушения. В них практически нет органических веществ. Свое название они получили из-за основной сферы использования.
Строительные грунты служат в качестве:
- основания под фундаменты, дороги, пешеходные зоны
- компонента при производстве бетона и асфальта
- отсыпки дорог и площадок
- материала для обустройства территории и ландшафта
Природные строительные грунты
Скальные грунты в зависимости от происхождения делятся на следующие виды:
- Магматические
- Метаморфические
- Осадочные
В класс дисперсных грунтов входят две группы по характеру структурных связей: связных и несвязных грунтов
Мерзлые грунты делятся на виды:
- Скальные
- Полускальные
- Связные
- Несвязные
- Ледяные
Техногенные строительные грунты
Техногенные грунты представляют собой нерудные материалы, дополнительно обработанные для строительства:
- Щебень
- Отсев
- ПЩС
- ПГС
- Обогащенный песок
- Строительная глина
- Вскрышной грунт
- Проблемные, сложные грунты
- Карстующиеся грунты
- Лессовые грунты
- Органоминеральные и органические грунты
- Набухающие грунты
- Слабые водонасыщенные глинистые грунты
- Насыпные грунты
- Засоленные грунты
Просадочные грунты с неустойчивой и быстро меняющейся структурой из-за примесей в составе и насыщения водой.
В регионах с вечной мерзлотой встречаются постоянные мерзлые грунты, появление временных мерзлых грунтов возможно зимой в условиях умеренного климата.
В составе мерзлых грунтов с температурой ниже нуля содержатся частицы льда. После 3 лет такие грунты становятся вечномерзлыми. В замерзшем состоянии эти прочные виды не подверженные деформации. при таянии меняющаяся структура приводит к серьезным деформациям. Из-за просадочности грунта уменьшается объем. мерзлый грунт имеет наибольший показатель сцепленности и является достаточно сложным для разработки.
Для фундамента нужно подготовить прочный слой, преимущественно, из непосадочного песка или крупнообломочного грунта. Требование заглублять фундамент необходимо на основании расчета глубины промерзания грунта с учетом подземных вод, образующихся по причине оттаивания.
Известняки — скальные осадочные карбонатные породы, теряющие прочность при намокании грунтовыми водами.
Ракушечники — известняки с широкой «пористостью», поэтому даже в сухом виде имеют низкую плотность.
Мергель — известняковый грунт с глиной. На основании из доломита, известняка или мела опасно возводить фундамент, несмотря что они относятся к скальному грунту. В известняке легко доступном воде со временем формируются воронки, потому что это карстующаяся порода, так же, как гипс и доломит подвержена растворению в процессе размывания поверхностными и подземными водами. Если пласты известняка залегают на участке, то следует определить пористость и создать отвод поверхностных вод.
Лёссовые грунты, лёссы, лессовые суглинки
Лёссовая порода буро-желтого, светло-желтого или светло-коричневого цвета с неустойчивой структурой из-за большого содержания воздуха, находится под слоем почвы. В лессовых грунтах содержится много отдельных пор диаметром до 3 мм, мелких пылеватых частиц, глины и в меньшей степени песка, поэтому для них характерно наличие вертикальных "бороздок", прожилок или канальцев. Различают лёссы и менее просадочные и пористые лессовые суглинки благодаря большому содержанию глины.
Органоминеральные и органические грунты — торфы, заторфованные, сапропели обладают высокой водонасыщенностью, сильной сжимаемостью, медленно протекающей осадочностью. Торфяники — слабые грунты с низкой прочностью, объем органических элементов превышает 50%, заторфованный грунт с песком и глиной содержит от 10 до 50% органических остатков.
Изменение характеристик под нагрузками
Подземные воды агрессивно действуют на строительные конструкции.
Помимо количественного содержания торфа органоминеральные и органические грунты бывают:
- Открытыми — вблизи поверхности;
- Погребенными — глубинные слои или линзы;
- Искусственно погребенными
Имеет значение степень разложения торфяных грунтов и растительных остатков – гумуса.
Напластование торфа и заторфованных грунтов приводит к дальнейшим деформациям и просадкам.
Сапропель – порода с текучей консистенцией, в состав которой входят ил, торф и более 10% органики. фундамент не возводят на заторфованных грунтах, торфах, сапропелях и иле.
В разделе 6.4 СП 22.13330.2011 описаны мероприятия по укреплению неустойчивых органических грунтов. Этот документ содержит большое количество таблиц с учетом различных характеристик, чтобы сделать правильный выбор земли определяют влажность для установления способности грунта принимать пластичное состояние. При строительных работах можно заменить неустойчивый грунт средне- или крупнозернистым песком, гравием, использовать свайный фундамент.
Набухающие
Некоторые разновидности глиносодержащих грунтов, увеличивающиеся в объеме при контакте с водой или усаживающиеся при высыхании из-за уровня влажности на пределе раскатывания. Пески и супеси практически не набухают, а суглинки и глины подвержены пропорционально содержанию глины. Опасность данных грунтов состоит в набухании в результате изменения уровня грунтовых вод и последующей просадки грунта после высыхания. В разделе 6.2 "Набухающие грунты" в СП 22.13330.2011 имеется информация о расчетных характеристиках и деформациях из-за усадки и набухания.
Меры предотвращающие усадки грунта под фундамент:
- дренаж и водоотведение;
- предварительное замачивание;
- песчаные подушки под фундамент;
- замена набухающего грунта;
Ил, сапропель, глина в текучем состоянии из-за:
- большой влажности;
- угла внутреннего трения 3°-14°, сцепления 0-0,02 МПа
- большой мощности водонасыщенного слоя — до 20 м;
- высокой сжимаемости и малой прочности;
В строительстве используются такие виды фундамента, как:
- фундаменты свайные из железобетона,
- фундаменты на песчаной подушке,
- основание на дренах (песчаные сваи),
- фундаменты на известковых сваях,
- фундаменты с дренажными прорезями
Насыпные
Техногенные грунты с нарушенной структурой из-за неравномерной сжимаемости, и деформациями из-за вибрационных нагрузок, замачивания постепенно самоуплотняются.
Прочность насыпных грунтов можно повысить при помощи:
- трамбовки, укатки, гидровиброуплотнения
- устройства грунтовых подушек
- прорезки свайного фундамента
- силикатизации
Засоленные грунты
Давление воды выщелачивает засоленные грунты за счет растворения соли и увеличивает пористость. Такие грунты подвержены суффозионной осадке. В случае увлажнение изменяет их плотность, прочность, деформируемость и водопроницаемость. Засоленные грунты от фильтрации воды набухают или проседают.
Нужны испытания?
Вы попали на правильный сайт, ознакомьтесь со статьей и после закажите консультацию:
