Виды грунтов

Грунты, виды, характеристика

Виды грунтов

Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяются на:

глинистые;
песчаные;
крупнообломочные;
скальные;
заторфованные.

Глинистые грунты

Глинистые грунты — это связанные грунты, для которых число пластичности Jp больше или равно 0,01. По содержанию песчаных частиц и числа пластичности глинистые грунты подразделяются на супесь, суглинок, глину (табл. I).

Числом пластичности называют разницу между влажностью на границе текучести и влажностью на границе раскатывания в долях единицы.

Глинистые грунты в зависимости от их плотности и влажности могут находиться в различном состоянии, которое характеризуется показателем консистенций J 1 (табл. 2).

Среди глинистых грунтов должны быть выделены:

илы;
просадочные грунты;
набухающие (пучинистые) грунты.

К илам относятся глинистые грунты в начальной стадии своего формирования, образовавшиеся как структурный осадок в воде при наличии микробиологических процессов и имеющие в природном сложении влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости, превышающий значения для супесчаного ила е > 0,9, для суглинистого ила е ≥ 1,0, для глинистого ила е ≥ 1,5.

Илы выделяются среди глинистых грунтов в особую группу, так как в строительном отношении они являются неблагоприятными грунтами, т. е. строить на них нецелесообразно.

К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под воздействием внешней нагрузки или собственнрго веса при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку).

При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты.

В зависимости от просадки и собственного веса при замачивании просадочные грунты подразделяются на два типа:

тип 1 — когда просадка грунта от собственного веса не превышает 5 см;
тип 2 — когда просадка грунта от собственного веса больше 5 см.

К набухающим (пучинистым) грунтам относятся :глинистые грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.

Набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки в компрессионном приборе подразделяются на:

слабонабухающие, если 0,0404 ≤ δн ≤ 0,08;
средненабухающие, если 0,08 сильнонабухающие, если δн > 0,12.

Песчаные грунты

Песчаные грунты — это сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности.

В зависимости от крупности частиц они подразделяются на пять групп, табл. 3.

По степени влажности песчаные грунты подразделяются на три группы, табл.4.

По степени плотности их сложения песчаные грунты в зависимости от коэффициента пористости подразделяются на три группы, табл. 5.

Крупнообломочные грунты

Крупнообломочные грунты — это несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических и осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. В зависимости от крупности частиц они подразделяются на три группы, табл. 6.

По степени влажности крупнообломочные грунты подразделяются на маловлажные, влажные, насыщенные водой, табл. 7.

Скальные грунты

Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаенные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Скальные грунты подразделяются на магматические, метаморфические, осадочные табл. 8.

Магматические, метаморфические, а также осадочные сцементированные породы с кремнистым цементом (кремнистые конгломераты, брекчии, песчаники, известняки, опоки) не растворяются в воде.

К растворимым относятся следующие скальные породы:

труднорастворимые — известняки, доломиты, известковистные конгломераты и песчаники;
среднерастворимые — гипс, ангидрит, гипсоносные конгломераты;
легкорастворимые — каменная соль.

В результате фильтрации воды-через трещины в растворимых скальных породах возможно образование карстовых полостей.

Заторфованные грунты

Заторфованные грунты различаются между собой по степени заторфованности табл. 9.

Улучшить свойства грунтов можно проведением следующих мероприятий:

уплотнение грунта методом укатывания катками, машинами;
уплотнение грунта с помощью различных трамбовок (механических, электрических);
уплотнение грунта вибрированием;
уплотнение слабого грунта глубинным дренажом;
закрепление слабых, в том числе просадочных грунтов, другими доступными способами.

Основание под фундамент

Строительная классификация грунтов. Виды грунтов.

Целью инженерно-геологических работ при строительстве является определение особенностей и свойств используемых грунтов под основание будущего здания или сооружения. Для упрощения данных работ составлена строительная классификация грунтов. Каковы основные виды грунтов и их строительные свойства?

Строительная классификация грунтов и виды грунтов

Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания. Строительная классификация грунтов и виды грунтов определяются согласно СНиП II-15-74 ч.2.

Грунты подразделяются на два класса: скальные – грунты с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями и нескальные – грунты без жестких структурных связей.

1. Скальные грунты

Скальные – грунты с жесткими структурными связями залегают в виде сплошного массива или в виде трещиноватого слоя. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Они водоустойчивы, несжимаемы, имеют значительную прочность на сжатие и не промерзают и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны.

Скальные грунты разделяют по пределу прочности, растворимости, размягчаемости и засоленности.

2. Нескальные грунты

Нескальные грунты – это осадочные породы без жестких структурных связей. По крупности частиц и их содержанию делят на крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные и почвы. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, отличающие их от скальных весьма прочных пород.

2.1. Крупнообломочные грунты

Крупнообломочные – несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на: валунный d>200 мм (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый), галечниковый d>10 мм (при неокатанных гранях – щебенистый) и гравийный d>2 мм (при неокатанных гранях – дресвяный). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву.

Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями.

При наличии более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато-глинистого от общей массы учитывается только мелкая составляющая грунта, так как именно она будет определять несущую способность.

Крупнообломочный грунт может быть пучинистым, если мелкая составляющая — пылеватый песок или глина.

2.2. Песчаные грунты

Песчаные – состоят из частиц зерен кварца и других минералов крупностью от 0,1 до 2 мм, содержащие глины не более 3% и не обладают свойством пластичности. Пески разделяют по зерновому составу и размеру преобладающих фракций на гравелистые лески d>2 мм, крупные d>0,5 мм, средней крупности d>0,25 мм, мелкие d>0,1 мм и пылеватые d=0,05 – 0,005 мм.

Частицы грунта крупностью от d=0,05 – 0,005 мм называют пылеватыми . Если в песке таких частиц от 15 до 50 %, то их относят к категории пылеватых . Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым .

Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Сжимаемость плотного песка невелика, но скорость уплотнения под нагрузкой значительна, поэтому осадка сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не обладают свойством пластичности.

Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают.

Тип крупнообломочных и песчаных грунтов устанавливается по гранулометрическому составу, разновидность – по степени влажности.

2.3. Пылевато-глинистые грунты

Пылевато-глинистые грунты содержат пылеватые (размером 0,05 – 0,005 мм) и глинистые (размером менее 0,005 мм) частицы. Среди пылевато-глинистых грунтов выделяют грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, – просадочные и набухающие . К просадочным относятся грунты, которые под действием внешних факторов и собственного веса при замачивании водой дают значительную осадку, называемую просадкой. Набухающие грунты увеличиваются в объеме при увлажнении и уменьшаются в объеме при высыхании.

2.3.1. Глинистые грунты

Глинистые – связные грунты, состоящие из частиц крупностью менее 0,005 мм, имеющих в основном чешуйчатую форму, с небольшой примесью мелких песчаных частиц. В отличие от песков глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность соприкосновения между частицами. Так как поры глинистых грунтов в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании глины происходит ее пучение.

Глинистые грунты делятся в зависимости от числа пластичности на глины (с содержанием глинистых частиц более 30%), суглинки (10. 30%) и супеси (З. 10%).

Несущая способность глинистых оснований зависит от влажности, которая определяет консистенцию глинистых грунтов. Сухая глина может выдерживать довольно большую нагрузку.

Тип глинистого грунта зависит от числа пластичности, разновидность – от показателя текучести.

2.3.2. Лёссовые и лёссовидные грунты

Лёссовые и лёссовидные – глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц (содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц) и наличием крупных пор (макропор) в виде вертикальных трубочек, видимых невооруженным глазом. Эти грунты в сухом состоянии имеют значительную пористость – до 40% и обладают достаточной прочностью, но при увлажнении способны давать под нагрузкой большие осадки. Они относятся к просадочным грунтам (под действием внешних факторов и собственного веса дают значительную просадку) и при возведении на них зданий требуют надлежащей защиты оснований от увлажнения. С органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный торф) неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной сжимаемостью.

В качестве естественных оснований под здания непригодны (при увлажнении полностью теряют прочность и возникают большие, часто неравномерные, деформации – просадки). При использовании лёсса в качестве основания необходимо принимать меры, устраняющие возможность его замачивания.

2.3.3. Плывуны

Плывуны – это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязко-текучему телу, образуются мелкозернистыми пылеватыми песками с илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. При разжижении становятся сильно подвижными, фактически, превращаются в жидкообразное состояние.

Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6 – 9% и переходом в текучее состояние при 15 – 17%. Псевдоплывуны – пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, переходящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.

Они малопригодны в качестве естественных оснований.

2.4. Биогенные грунты

Биогенные грунты характеризуются значительным содержанием органических веществ. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и сапропели. К заторфованным грунтам следует отнести песчаные и пылевато-глинистые грунты, содержащие 10 – 50% (по массе) органических веществ. Если их больше 50%, то это торф. Сапропели – это пресноводные илы.

2.5. Почвы

Почвы – это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием.

Почвы и биогенные грунты служить основанием для здания или сооружения не могут. Первые – срезают и используют для целей земледелия, вторые – требуют специальных мер по подготовке основания.

2.6. Насыпные грунты

Насыпные – образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки и т.п. или грунты природного происхождения с нарушенной структурой в результате перемещения грунта. Свойства таких грунтов очень различны и зависят от многих факторов (вид исходного материала, степень уплотнения, однородность и т. д.). Обладают свойством неравномерной сжимаемости, и в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований под здания. Насыпные грунты весьма неоднородны; кроме того, различные органические и неорганические материалы существенно ухудшают его механические свойства. Даже при отсутствии органических примесей, в некоторых случаях, они остаются слабыми на протяжении многих десятилетий.

Читайте также: Дозирующие устройства для бассейнов

В качестве основания для зданий и сооружений насыпной грунт рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Например, слежавшиеся более трёх лет, особенно пески, могут служить основанием под фундамент небольших строений, при условии, что в нем отсутствуют растительные останки и бытовой мусор.

В практике встречаются также намывные грунты, образовавшиеся в результате очистки рек и озер. Эти грунты называют рефулированными насыпными грунтами . Они являются хорошим основанием для зданий.

Вы смотрели: Строительная классификация грунтов. Виды грунтов.

Поделиться ссылкой в социальных сетях

Какие бывают разновидности грунтов?

Любое строительство начинается с оценки грунта на строительной площадке. Именно правильная оценка способствует выбору вида фундамента для здания, поэтому это один из самых главных факторов начала строительства.

Категории оценки грунта

Грунт оценивается по таким категориям:

По форме и величине размеров крупинок.
Сцепление между собой частиц.
Однородность.
Коэффициент взаимодействия частиц (трение).
Наличие влажности.
Количество впитываемой в грунт воды.
Водопроницаемость.
Способность удерживать воду.
Величина размываемости.
Растворимость.
Пластичность мокрого грунта.
Сжимаемость.
Рыхлость.

Виды грунтов

Грунт по своим свойствам, строению и составу делится на определенные группы видов, которые считаются основными – ими являются скальные породы и рыхлые грунты. Кроме этих основных видов, существует еще одна группа под названием конгломераты – это остатки скальных пород, совершенно не связанных между собой.

По сложности разработки грунты также можно разделить на отдельные виды.

Скалистый грунт

Представляет собой один сплошной массив кристаллических скальных пород. Имеет довольно высокую прочность, обладает повышенной морозостойкостью, практически не сжимается и не растворяется в воде, не смягчается. Благодаря этим свойствам скалистый грунт обладает способностью выдерживать довольно большие нагрузки. На нем можно спокойно возводить фундамент для здания практически без заглубления.

Единственный недостаток – это большая трудоемкость в его разработке.

Конгломераты

Этот тип грунта составляют обломки скальных пород, которые не связываются между собой. Также имеет высокую устойчивость. Фундамент для здания можно делать мелкозаглубленным, но не меньше 500 мм.

Группа, относящаяся к рыхлым грунтам, также делится на два вида – глинистая почва и песчаная.

Песчаные грунты

Состоят из сыпучих мелких частиц, которые образовались в процессе выветривания скальных пород. Их частицы имеют различные размеры и не связаны друг с другом, это также разделяет пески на несколько видов:

мельчайшие частички (пыльные);
средние пески;
пески крупные;
пески гравелистые.

Все виды песков мгновенно намокают и быстро пропускают воду, в водной среде имеют рыхлый вид, при нагрузке хорошо уплотняются и довольно легко разрабатываются.

Лучше всего подходят для строительства плотные и крупные пески, они мало сжимаются и хорошо держат практически любую нагрузку.

Хотя пески имеют повышенную водопроницаемость, все же перед возведением фундамента нужно учитывать глубину, на которой залегают грунтовые воды. Для частного дома глубину фундамента можно закладывать в пределах 40 – 80 см.

А вот пески пылеватые не годятся для строительства, так как довольно плохо выдерживают нагрузки, поэтому лучше на них не строиться, либо возводить плитный фундамент.

Глинистые грунты

Также можно разделить на несколько подгрупп.

Чистая глина

Неустойчивый и коварный грунт. Глина может залегать не однородными пластами, задерживает воду и практически всегда содержит в своем составе влагу. При промерзании она начинает пучиться, чем может вызвать деформацию фундамента. А так как ее состав, в большинстве случаев, не однородный, ее пучение происходит не равномерно. Сооружения, построенные на таком грунте, могут деформироваться, и вполне возможно даже разрушение самого фундамента.

Это свойство глины называется пучинистость, и им обладают практически все ее подгруппы. Правда она может быть основанием для возведения фундамента, но при этом глубина его основания должна находиться ниже черты промерзания грунта.

Есть еще вид глины – это лёсс (макропористая глина). В ее структуре имеются поры, которые хорошо просматриваются визуально. При взаимодействии с водой лёсс легко размывается.

Этот вид глины распространен в южных регионах России и на Дальнем Востоке.

Супеси

Это песчаный грунт в котором содержится примерно 5 -10% глины. При взаимодействии с сыростью, супеси разжижаются, а при большом количестве воды превращаются в плывуны. Для строительства этот тип грунта практически не пригоден.

Суглинки

Являются разновидностью глины. Они примерно на треть состоят из глины, а остальные составляющие – это песок и различные примеси. Частички довольно хорошо взаимодействуют между собой, поэтому влажные суглинки имеют хорошую пластичность. При взаимодействии с водой могут увеличивать свой объем или просто размываться. Наличие в суглинистом грунте больших прослоек песка уменьшает их устойчивость, а это значит, что для строительства этот грунт не годится.

Сама глина сжимается медленнее, чем песок, поэтому осадка фундамента происходит довольно долго.

По наличию глины, суглинки могут быть тяжелыми, средними и легкими.

Илистые грунты

Один из видов, относящийся к глинистым грунтам. Он образуется при оседании мелких частичек на дне водоемов, присутствует в болотистой местности и торфяниках. Практически не устойчивы к нагрузкам. Поэтому перед строительством илистый грунт, как и лёсс, следует тщательно укреплять.

Грунты, типы грунтов при строительстве.

Фундаментом называется конструкция подземной части здания,через которую передаются нагрузки (вес) от вышележащих конструкций (стен, перекрытий и др. — собственный вес) и от людей, оборудования, мебели (так называемую полезную нагрузку — на основание, т. е. на грунт. Основания зданий бывают двух видов — естественные и искусственные.

Естественным основанием считается грунт, залегающий под фундаментом и имеющий несущую способность, обеспечивающую устойчивость здания и допустимые по величине и равномерности нормативные осадки. Всякий грунт, способный по своим свойствам служить естественным основанием для возведения на нем необходимого сооружения, называется материком.

Искусственным называется грунт, который не обладает достаточной несущей способностью и который требуется искусственно упрочнять (трамбованием, уменьшением его влажности и плывучести, химическими добавками) или заменять.

Конструкции фундаментов всегда зависят от характера основания. В большинстве случаев для загородных одно-трехэтажных жилых домов-коттеджей достаточно несущей способности естественного основания.

Карта сезонного промерзания грунтов. (в см.)

Для прочности и долговечности дома, предохранения его от сверхнормативных просадок и перекосов, важно определить, на какую глубину надо закладывать фундаменты. Вопреки широко бытующему мнению далеко не всегда фундаменты должны быть массивными и глубокими, а следовательно, более трудоемкими и дорогими. Во многом это зависит от вида грунта.

Наибольшую опасность для дома представляет весеннее вспучивание грунта: имеющиеся в почве пустоты и поры заполняются водой, которая зимой замерзает, а образовавшийся лед, увеличиваясь в объеме, при оттаивании верхних слоев земли выжимает фундамент наверх, что приводит к неравномерным осадкам, перекосам, разрушениям дома.

Повышенная влажность в сочетании с минусовой температурой грунта и является причиной его промерзания. А поскольку, превращаясь в лед, вода увеличивается в объеме приблизительно на 10%, возникает подъем (пучение) слоев почвы в пределах глубины промерзания. Грунт стремится вытолкнуть фундамент из земли в зимний период и, наоборот, “затягивает” при таянии льда весной. Причем это происходит неравномерно по периметру фундамента и может повлечь за собой его деформацию и даже появление трещин, а те — разрушение. Силы вспучивания способны приподнять почти любой коттедж, правда в разных местах участка с разной интенсивностью (около 120 кН на 1 м2). Обуздать их можно только грамотным исполнением фундамента.

Общеизвестна конструкция фундамента высотой ниже уровня промерзания. В этом случае его нижняя плоскость (подошва) опирается на слои никогда не промерзающего грунта. Но опыт многолетних наблюдений показал, что такая конструкция эффективна лишь при нагрузке свыше 120 кН на 1 пог. м ленточного фундамента, то есть для довольно тяжелых кирпичных и каменных 2-3-этажных строений. При легких стенах из бруса, обшиваемого деревянного каркаса, вспененного бетона нагрузка составляет лишь 40-100 кН/пог. м. А значит, силы прилегающих слоев грунта, действующие на фундамент при пучении, могут все равно вызвать его деформацию, но уже за счет сил трения. Кроме того, в случае нетяжелых домов несущая способность глубокого фундамента зачастую используется лишь на 10-20%, то есть 80-90% материалов и средств, вкладываемых в работы нулевого цикла, расходуются впустую.

Все типы грунтов принято разделять на две большие группы:

грунты пучинистые;
грунты непучинистые.

К пучинистым относят глинистый, песчаный пылеватый и мелкий, а также крупнообломочные, содержание глинистого заполнителя в котором превышает 15%. Песчаный пылеватый грунт с высокой влажностью называют плывуном и не используют в качестве основания из-за его низкой несущей способности. Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средние, не содержащие глинистых фракций, считаются непучинистыми при любом уровне грунтовых вод (УВГ). В случае строительства на пучинистом грунте всегда руководствуются нормативной (расчетной) глубиной промерзания.

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

Скальные грунты — извержённые, метаморфические и осалочные породы с жёсткими связями между зёрнами (спаянные и сцементированные), залегающие ввиде сплошного или трещиноватого массива. Если грунты скальные, то они прочны, не сжимаются, водоустойчивы и морозостойки (если они без трещин и пустот), не размываются и, следовательно, не вспучиваются. На них можно закладывать фундамент — цоколь — непосредственно по выровненной поверхности. Такие грунты под коттеджи встречаются очень редко.

Крупнообломочные грунты — несцементированные грунты, содержащие более 50% по массе обломков кристалических и осадочных пород с частицами размерами более 2 мм (щебень, галька, гравий, валуны). Они являются хорошим основанием, если они лежат плотным слоем, и не подвержены размыванию:

Гравий (дресва) – зерна размером от горошины до мелкого ореха (от 2 до 40мм) составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.
Галька (щебень) – зерна размером больше ореха (от 40 до 100 мм) составляют более половины по массе. Между ними – мелкое заполнение. Галька – окатанной формы, щебень – остроугольной.
Валуны — размер в диаметре более 100мм.

Песчаные грунты — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2мм и не обладающие свойством пластичности, в основном состоят из частиц крупностью от 0,05 до 2 мм и различаются на гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может нести и при достаточной мощности и равномерной плотности слоя представляет хорошее основание для зданий.

Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудно различимы (от 0,005 до 0,05 мм).
Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности, в основной массе имеет зерна размером с просяное.
Крупный песок имеет большое количество зерен размером с гречневую крупу.

Крупнообломочные и песчаные грунты (кроме пылеватых с крупностью частиц от 0,05 мм) имеют хорошую, большую водопроницаемость и поэтому не выпучиваются при замерзании. В связи с этим независимо от уровня зимнего стояния грунтовых вод и глубины промерзания фундаменты при непучинистых песчаных и крупнообломочных грунтах следует закладывать на небольшую глубину, но не менее 0,5 м от поверхности спланированной земли. При определении уровня стояния грунтовых вод следует учитывать, что летом и весной он значительно повышается, а зимой понижается.

Глинистые грунты — связаные пластичные грунты (в основном смесь песка и глины) содержат очень мелкие частицы (меньше 0,005 мм), имеющие в большинстве чешуйчатую форму и тонкие многочисленные капилляры, которые легко всасывают воду. В большинстве случаев глинистые грунты легко увлажняются и разжижаются, при промерзании происходит увеличение их объема — пучение. Глина в сухом состоянии твердая в кусках, во влажном – вязкая, пластичная, липкая, мажется. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно.При скатывании в сыром состоянии образуется в длинный шнур диаметром менее 0,5 мм; а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.

Пылевато-песчаные грунты с примесью очень мелких глинистых частиц, разжиженные водой, называют плывунами. Они не пригодны для использования в качестве естественного основания, так как имеют большую подвижность и очень низкую несущую способность.

Суглинком называется грунт, при наличии в смеси от 10 до 30% глинистых частиц, комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичностьилипкость; при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатанный в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.

Супесью называется грунт, при наличии от 3 до 10% глинистых частиц. Супесь – в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.

В таких грунтах глубину заложения фундаментов определяют исходя из глубины промерзания грунта и уровня стояния грунтовых вод в период замерзания. При низком уровне стояния грунтовых вод (ниже глубины промерзания на 2 м и более) почва имеет малую влажность и глубину заложения фундаментов можно устраивать близко от поверхности земли, но не менее 0,5 м.

Если расстояние от спланированной поверхности земли до уровня грунтовых вод меньше глубины промерзания, то подошву фундамента следует закладывать на глубину промерзания или даже на 0,1 м глубже. Глубину заложения фундаментов внутренних стен, колонн и перегородок в регулярно отапливаемых зданиях (с температурой помещений не ниже +10°С) можно принимать равной 0,5 м, независимо от глубины промерзания грунтов.

Расчетную глубину промерзания под фундаменты наружных стен регулярно отапливаемых зданий уменьшают по сравнению с ее нормативным значением: на 30% — при полах на грунте; на 20% — при полах на лагах по кирпичным столбикам и на 10% — при полах на балках.

Так что не экономьте копейки, проверьте грунты. Как правило, отбор грунта осуществляется с помощью ручного зонда в шурфах глубиной до 5 м для малоэтажного деревянного дома и до 7-10 м — для кирпичного или каменного. Шурфов требуется не менее четырех (в первую очередь по углам будущего строения).

Основания фундаментов

Основание – часть массива грунта, на которую передается нагрузка от сооружения. Основание называется естественным, если фундамент возводится непосредственно на грунте природного сложения, и искусственным, когда несущая способность грунта увеличена различными способами.

Конструкция фундамента во многом определяется характеристиками грунта, на котором он возводится. Грунт основания должен быть прочным и иметь незначительную сжимаемость и пучинистость. Однако не все грунты обладают такими свойствами. Например, торфяные грунты сильно сжимаются под нагрузкой, а некоторые грунты из группы глинистых при замачивании под нагрузкой дают дополнительные осадки (просадки) или подъем (набухают). Строительство домов на таких грунтах требует проведения различного рода мероприятий, связанных с осушением застраиваемого участка и предотвращением увлажнения основания фундаментов.

Виды грунтов

Грунты, применяемые в качестве основания, подразделяются на глинистые, песчаные, крупнообломочные, скальные и насыпные.

Скальные грунты – наиболее надежные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Залегают в виде сплошного массива, что редко встречается в Московской области и прилегающих областях. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без заглубления.

Крупнообломочные грунты – несцементированный грунт, содержащий песок и более 50% по массе частицы крупнее 2 мм. Подразделяются на два вида. Грунт щебенистый (галечниковый) – масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50% массы сухого грунта и грунт дресвяный (гравийный) – масса частиц крупнее 2 мм составляет более 50%. Такой грунт практически не сжимается, и фундамент можно закладывать с заглублением не менее 0,5 м.

Песчаные грунты – сыпучие в сухом состоянии, не обладающие пластичностью во влажном состоянии и содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм. В зависимости от крупности частиц и их количества песчаные грунты подразделяются на пять видов (табл. 6).

Таблица 6

Виды песчаных грунтовВиды грунтовРаспределение частиц грунта по крупности в % от массы сухого грунтаПесок гравелистыйМасса частиц крупнее 2 мм составляет более 25%Песок крупныйМасса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50%Песок средней крупностиМасса частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50%Песок мелкийМасса частиц крупнее 0,1 мм составляет более 75%Песок пылеватыйМасса частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75%

Примечание. Для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемой породы сначала крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм, далее крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.

Песчаные грунты разделяются на плотные, средней плотности и рыхлые в зависимости от значений коэффициента (плотности) пористости. По влажности песчаные грунты разделяются: на мало влажные – при заполнении водой до 50% пор; очень влажные – от 50 до 80%; насыщенные – более 80%. Эти показатели необходимы для расчета несущей способности грунтов. Песчаные грунты имеют свойство уплотняться под нагрузкой, т.е. проседать. Прочность песчаных оснований возрастает с увеличением размера частиц. Пески средней крупности при воздействии нагрузки деформируются незначительно и, как и крупные пески, слабо реагируют на увлажнение. Мелкие же пески при увеличении влажности заметно теряют несущую способность. Эти грунты фильтруют воду и промерзают без пучения.

Суглинки и супесь – грунты, занимающие промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами. При содержании глины от 10 до 30% грунт относят к суглинкам, а при более низком содержании глины – к супеси.

Глинистые грунты – связанные, обладающие во влажном состоянии пластичностью. Такие грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваться. При таком основании грунта необходимо закладывать фундамент на всю глубину промерзания.

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

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

Простейшие методы самостоятельного определения некоторых видов грунта

Глина в сухом состоянии тверда в кусках, вязка, пластична, липка, мажется – во влажном. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно. При скатывании в сыром состоянии образуется длинный шнур диаметром менее 0,5 мм, а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.

Суглинок – комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость, при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатываемый в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.

Супесь – в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.

Песок пылеватый напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудноразличимы.

Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности в основной массе имеет зерна размером с просяное зерно, в крупном песке – большое количество зерен с размером гречневой крупы.

Гравий (дресва) – зерна размером от 5-7 до 10-12 мм составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.

Галька (щебень) – зерна размером более 25-35 мм составляют более половины по массе. Между ними – мелкое заполнение. Галька – окатанной формы, щебень – остроугольный.

Песчаные, гравийные и галечниковые грунты – не связные.

Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более расчетного для грунтов, залегающих под фундаментом.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Виды грунтов и их свойства

Скальные грунты — залегают в виде сплошного массива (граниты, кварциты, известняки) или в виде трещиноватого слоя. Они водоустойчивы, несжимаемы, не подвержены пучению, являются надежным основанием.

Крупнообломочные — несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). К ним относятся: щебень, галька, гравий. Эти грунты малосжимаемы, водоустойчивы, непучинисты, являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный грунт.

Песчаные — состоят из частиц от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые.

Пески гравелистые, крупные, средней крупности под нагрузкой равномерно сжимаются, поэтому осадка сооружения быстро прекращается, при замерзании не вспучиваются и являются прочным и надежным основанием.

Пески мелкие и пылеватые при увлажнении и последующем замерзании становятся пучинистыми, несущая способность при увлажнении уменьшается.

Глинистые — связные грунты, состоящие из частиц крупностью менее 0,005 мм. Несущая способность зависит от влажности. Всухом и маловлажном состоянии воспринимают значительные нагрузки, при увлажнении несущая способность снижается. Отличаются длительной осадкой под нагрузкой и вспучиванием при замерзании.

Лессовые — глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц и наличием крупных пор. Эти грунты в сухом состоянии обладают достаточной несущей способностью. При увлажнении структура лессовых грунтов разрушается, и поддействи-ем нагрузки образуются просадки. При использовании таких грунтов в качестве оснований требуются специальные меры по укреплению и защите от увлажнения.

Насыпные — образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, местных свалок. Эти грунты неоднородны по структуре, обладают неравномерной сжимаемостью. Для использования таких грунтов в качестве оснований необходимы исследования их несущей способности.

Для выбора надежного основания на отведенном под строительство участке производят геологические и гидрогеологические исследования, чтобы определить вид, мощность пластов, их физические и механические свойства, положение уровня грунтовых вод.

В зависимости от этажности здания и местных условий глубина исследования составляет от 6 до 15 м и более. Исследование осуществляется бурением скважин или рытьем шурфов (колодцев) и лабораторными анализами образцов грунтов. Грунтовые воды (при их наличии) подвергают химическому анализу, так как они могут быть агрессивными. Результаты исследования заносят в специальные журналы, после чего составляют чертежи вертикальных разрезов (колонок) буровых скважин. По этим данным составляют геологический профиль грунтового массива с указанием полных характеристик пластов грунта и положения уровня грунтовых вод, что позволяет правильно выбрать основание под здание.

Если грунт на участке строительства не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то устраивают искусственные основания. Такие основания при возведении зданий на слабых грунтах устраивают путем их искусственного упрочнения или заменой слабого грунта. Упрочнение грунта может быть осуществлено следующими способами:

уплотнением — пневматическими трамбовками или трамбовочными плитами массой от 2 до 4 т. Этот способ применяют в случае, если грунты недостаточно плотные, а также при насыпных

грунтах. Если грунты песчаные или пылеватые, то для их уплотнения применяют поверхностные вибраторы. Этот способ является более эффективным, так как грунт уплотняется быстрее;

• силикатизацией — для закрепления песков, лессовых грунтов. Для этого в песчаный грунт поочередно нагнетают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, для закрепления пылеватых песков — раствор жидкого стекла, смешанного с раствором фосфорной кислоты, а для закрепления лессов —только раствор жидкого стекла. В результате нагнетания указанных растворов грунт по истечении определенного времени приобретает значительно большую несущую способность;

• цементацией — нагнетанием в грунт по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока, которые, затвердевая в порах грунта, придают ему камневидную структуру. Цементацию используют для укрепления гравелистых, крупных и среднезер-нистых песков;

• обжигом — путем сжигания горючих продуктов, подаваемых в специально устраиваемые скважины под давлением. Этот способ используют для закрепления лессовых грунтов;

• заменой слабого грунта на более прочный. Замененный слой грунта называют подушкой. При небольшой нагрузке на основание применяют песчаные подушки из крупного или средней крупности песка. Толщина подушки принимается по расчету.

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется поверхностью фундамента, или обрезом, а нижняя его плоскость, соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента. Назначение здания, наличие в нем подвалов, глубина промерзания, уровень грунтовых вод — все это влияет на глубину заложения фундамента. Если основание состоит из влажного мелкозернистого грунта (песка мелкого, пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. В непучинистых грунтах (крупнообломочных, песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5 м от уровня спланированной земли.

Глубина заложения фундамента под внутренние стены и столбы отапливаемых зданий принимается независимо от глубины промерзания грунта, ее назначают не менее 0,5 м. Необходимо, чтобы фундаменты внутренних и наружных стен опирались на однородный грунт во избежание неравномерных осадок. Фундаменты классифицируют:

по конструктивным схемам — ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания; столбчатые в виде отдельных опор под колоннами; сплошные в форме массивной плиты под зданием; свайные в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт (рис. 3.5);

Рис. 3.5. Конструктивные схемы фундаментов:

а — ленточный под стены; б — то же под колонны;

в — столбчатый под стены; г— отдельный под колонну;

д — сплошной безбалочный; е — сплошной балочный; ж — свайный;

1 — стена; 2 — ленточный фундамент; 3 — железобетонная колонна;

4 — железобетонная фундаментная балка; 5 — столбчатый фундамент;

6 — ростверк свайного фундамента;

7 — железобетонная фундаментная плита; 8 — сваи

по материалу — из природного камня; бутобетона; бетона; железобетона;

по характеру работы под нагрузкой — жесткие, работающие на сжатие (бутовые, бетонные, бутобетонные); гибкие, работающие на сжатие и изгиб (железобетонные);

по глубине заложения — мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения.

Ленточные фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий. По способу устройства фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты выполняют: из бутового камня рваной формы или бутовой плиты; их укладывают на сложном или на цементном растворе с перевязкой (несовпадением) вертикальных швов. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута, не менее 0,5 м — из бутовой плиты. Наименьшая ширина фундаментов принята по условиям перевязки швов. Переход от уширенной части фундамента к узкой выполняют уступами шириной 150—250 мм и высотой не менее двух рядов кладки. Такие фундаменты требуют значительных затрат ручного труда, однакотам, где природный камень является местным материалом, их возведение экономически целесообразно (рис. 3.6); бутобетонными из бетона класса по прочности на сжатие В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Наименьшая ширина фундамента 350 мм. Уширение фундаментов ведут уступами шириной 150—250 мм и высотой 300 мм. Их возводят в щитовой опалубке или в траншеях (при плотных грунтах). По сравнению с фундаментами из бутового камня они менее трудоемки;

бетонными в опалубке из монолитного бетона классов В7,5—В30. Устройство таких фундаментов требует повышенного расхода цемента.

Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления (рис. 3.7), состоящие из блоков-подушек и фундаментных блоков.

Фундаментные подушки укладывают непосредственно на выровненное основание или на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100—150 мм. Блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся

Рис. 3.6. Конструкции ленточных фундаментов:

а — из бутового камня; б — из бутобетона; в — бетонные;

1 — стальная арматура; 2 — щиты опалубки

Рис. 3.7. Фундаменты из сборных элементов:

а — сплошные; б — прерывистые;

1 — фундаментные плиты; 2 — фундаментные блоки

Рис. 3.7 Фундаменты из сборных элементов:

а – сплошные, б – прерывистые,

1 – фундаментные плиты, 2- фундаментные блоки

торцами блоков, заполняют раствором. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку, в горизонтальные швы закладывают арматурные сетки из стали диаметром 6—10 мм.

Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм, шириной от 800-2800 мм, а блоки-стенки шириной 300, 400, 500, 600 мм, высотой 300, 600 мм, длиной от 800 до 2400 мм. В практике строительства применяются железобетонные блоки толщиной 380 мм при толщине стен 380, 510, 640 мм. При такой конструкции прочность материала фундамента используется полнее и в результате получается экономия бетона. Этой же цели соответствует устройство прерывистых фундаментов. Прерывистые фундаменты монтируют из плит-подушек, укладываемых с разрывом 0,2—0,9 м друг от друга, промежутки между ними заполняются песком. Это сокращает расход материалов, уменьшает затраты труда, полнее используется несущая способность основания.

Фундаменты на глинистых и просадочныхоснованиях (рис. 3.8, а) с длительной и неравномерной осадкой дополнительно усиливают арматурой. Продольные стальные стержни втапливают в слой раствора, укладываемого толщиной 30—50 мм по верху фундаментных плит. Железобетонный пояс толщиной 100—150мм выполняют по верхнему ряду бетонных блоков. Эти мероприятия повышают жесткость фундаментов и предупреждают появление трещин при неравномерной осадке здания.

Если по расчету ширина подошвы фундамента не превышает ширины бетонного блока, то фундаменты выполняются без подушек.

При строительстве здания на участках со значительным уклоном (рис. 3.8, б) фундаменты стен выполняют с продольными уступами. Высота уступов должна быть не более 0,5 м, длина не менее 10 м. Также выполняется постепенный переход от фундамента глубокого заложения к более мелкому, например от подвальной части к бесподвальной.

Фундамент крупнопанельных зданий и зданий из объемных блоков состоит из железобетонных плит толщиной 300 мм и установленных на них панелей, имеющих высоту, равную высоте подвального помещения. Соединяются элементы между собой с помощью сварки стальных закладных деталей.

Если необходимо обеспечить независимую осадку двух смежных участков здания (при их разной этажности, основания с разнородной структурой), то при устройстве ленточных монолитных фундаментов в их теле устраивают сквозные разъединяющие фундамент

Рис. 3.8. Устройство фундаментов: а — на неравномерно уплотняемых основаниях; б — на косогорах; в — в местах деформационных швов;

1 — армированный шов; 2 — армированный пояс; 3 — доски, обернутые толем

зазоры — деформационные швы (рис. 3.8, в). Для этого в зазоры вставляют доски, обернутые толем, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой. Если фундаменты сборные, то для обеспечения необходимого зазора блоки укладывают так, чтобы вертикальные швы совпадали.

В местах пропуска различных трубопроводов в монолитных фундаментах заранее предусматривают соответствующие отверстия, а в сборных между блоками — необходимые зазоры с последующей их заделкой.