Грунт под фундамент

Неблагоприятный тип грунта для фундамента

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

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

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

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

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

Состав грунта

Этот природный материал может включать в себя самые разнообразные материалы. Если условно разделить их на подгруппы, то можно выделить 3 разновидности составляющих частиц:

• Твердые минералы.
• Влага в ее различных проявлениях.
• Газообразные составляющие.

Также в почве встречаются органические и минеральные соединения и прочие примеси.

Твердые минералы могут отличаться в зависимости от их габаритов и химического состава. Если диаметр частиц составляет более 1 см, то они называются галечниками. Самые маленькие составляющие обычно именуют дисперсными частицами. Также выделяют твердые минеральные зерна.

Говоря о составе и характеристиках грунтов, стоит обратить внимание на то, что минералы могут отличаться по уровню взаимодействия водой. Например, кварц и полевой шпат менее активные частицы

Монтмориллонит взаимодействует с влагой намного лучше.

Говоря о том, что такое грунт и какими свойствами он обладает, стоит уточнить, что от размера мелких составляющих почвы зависит общая удельная поверхность земли. Наиболее мелкие частицы обладают большими показателями на 1 см3, соответственно они намного активнее взаимодействуют с окружающей средой.

В зависимости от особенностей почвы, размера ее составляющих и их показателей, выделяют разные виды грунтов.

Как определить группу грунта при строительстве

При частном строительстве вместо полноценных геологических исследований могут быть проведены ручные работы. Существует два метода:

• отрывка шурфов;
• ручное бурение.

Отрывка шурфов для визуального изучения грунта.

Слои грунта при этом изучают визуально. Чтобы стало ясно, как определить какой тип грунта на участке строительства визуально, рекомендуется ознакомиться с таблицей ниже.

Лессовые грунты.

Скальный грунт

Скальные грунты, перекрытые рыхлыми отложениями и мощностью более 1 5 — 2 м, дешифрируются с большим трудом. Роки и болота имеют прямолинейные очертания и характерные колснообразпые изгибы, что связано с приуроченностью речных долил к системе вертикальных трещин в скальных породах. На участках с близким залеганием скальных пород необходимо проводить контрольное бурение. Таким образом, если по аэроснимкам нельзя определить глубину залегания скальных пород, то уверенно можно сказать, где эти породы могут встретиться, ц ориентировочно наметить возможную глубину их залегашш.
 

Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между зернами ( спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, образующего подобие сухой кладки.
 

Скальные грунты обладают жесткими кристаллизационными связями между частицами. Прочность таких связей часто не уступает прочности самих частиц и нэ уменьшается при увлажнении. Связи хрупкие и не восстанавливаются после разрушения. По генезису скальные грунты делятся на три группы.
 

Скальные грунты подразделяют на слабовыветривающиеся и легковыветривающиеся. Показатели их сопротивления сжатию и растворимости для возведения земляного полотна не нормируются.
 

Скальные грунты состоят из сплошных массивов изверженных или осадочных пород, иногда покрытых сетью трещин и прослоек.
 

Скальный грунт отсыпают за отвалом рыхлого грунта и так, чтобы он не перемешивался с последним. Если при подрыве скального грунта на его поверхности образовались большие неровности, мешающие проходу экскаватора, эти неровности планируются бульдозером.
 

Скальные грунты состоят из сплошных массивов изверженных или осадочных пород, иногда покрытых сетью трещин и прослоек.
 

Скальные грунты представляют собой изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими структурными связями между зернами. Они обладают высокой прочностью и служат ( при достаточной толще пластов) надежными грунтовыми основаниями.
 

Скальные грунты здесь не рассматриваются.
 

Скальные грунты обладают высокой прочностью и деформируются под воздействием внешней нагрузки в основном за счет сжатия материала грунта. Поэтому деформации монолитных скальных грунтов весьма малы.
 

Скальные грунты характеризуются сплошным монолитным строением твердых пород и являются очень прочными. К таким грунтам относятся граниты, песчаники, известняки.
 

Скальные грунты представляют собой сплошные массивы или трещиноватые горные породы: граниты, кварциты, песчаники. Такие грунты водоустойчивы и несжимаемы. При толщине слоя 3 — 4 м и отсутствии трещин и пустот скальные грунты являются наиболее надежными основаниями.
 

Скальные грунты представляют собой плотные горные породы с прочной связью между зернами и залегают в виде сплошного каменного массива ( скалы) или трещиноватого слоя.
 

Основные виды грунтов и их особенности

Прежде чем приступать к возведению фундамента, вы должны определить, с каким грунтом придется иметь дело, а от этого зависит многое. В идеале надо знать все характеристики, но достаточно понять, какую водопроницаемость имеет грунт, узнать степень его растворимости и влагоемкость

Важно также знать виды воды в грунтах, а также насколько грунт однородный и пластичный. Определение вида грунтов поможет сделать шурф, глубина которого составляет 2-2,5 метра

Этого вполне достаточно, чтобы определить характеристики грунта, а основные виды грунтов такие:

Глинистый грунт, встречающийся довольно часто – это самый сложный грунт, имеющий массу недостатков: он промерзает, вспучивается и проседает, поэтому к устройству фундамента на данных грунтах надо подходить тщательно. При производстве расчетов следует учитывать виды глинистых грунтов, а они могут быть твердые, текучие и пластичные. Закладывать фундамент на глинистом грунте надо на глубину максимального промерзания.

• Пылеватые грунты – на них строительство вести не желательно, так как они быстро напитываются влагой, и земля становится жидкой. Такие виды земляных грунтов требуют серьезных работ по укреплению.
• Песчаный грунт – самый качественный грунт с точки зрения строительства, так как песок прекрасно пропускает воду и идеально уплотняется. Виды песчаных грунтов бывают разные и часто их характеристики зависят от размеров песчинок – чем они крупнее, тем меньше грунт промерзает и лучше уплотняется.

Скальные грунты имеют жесткую связь частиц

Это самый надежный грунт, и часто фундамент устраивают прямо на поверхность, без выполнения подготовительных работ
Что может быть прочней, чем камень-дикарь (песчаник), гранит, базальт или доломит.
Крупнообломочный грунт, позволяющий закладывать мелкозаглубленный (до 50 см) фундамент, и неважно в этом случае, какую глубину промерзания имеет грунт.
Торфяной грунт, имеющий свойство сильно сжиматься, поэтому на таких грунтах строительство надо вести крайне осторожно. Это особый вид слабых грунтов и часто при строительстве верхний слой удаляется
Засоленные грунты, содержащие соль соли, имеющей свойство вымываться со временем, что приводит к разрушению фундамента и конструкции строения в целом.

Типы и виды грунтов, как видите, бывают разные, и это далеко не все из них

От вида грунтов основания зависит прочность конструкции, поэтому исследованию ландшафта местности надо особое внимание. Знать полный состав и виды грунтов вам знать не обязательно – этим вопросом занимаются специалисты, и даже они не досконально знают все виды и характеристики грунтов, вам достаточно знать виды грунтов для фундамента, вернее те из них, которые подходят лучше

Главное условие прочности конструкции – грунт должен быть однородным, тогда и его усадка будет происходить равномерно.

Отметьте, если пост понравился:

comments powered by HyperComments

Природный материал для фундамента

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.

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.

Основание под фундамент дома

Основание под фундамент дома может быть естественным и искусственным. Естественное — непосредственно грунт стройплощадки. Искусственное — грунт высокой прочности (галька, щебень), которым заменяют слабый естественный слой почвы участка.

Слабые основания — это виды грунта для строительства, физические характеристики которых не позволяют построить на них здания, не опасаясь разрушений. Их можно, как говорилось выше, заменить либо укрепить (связать твердые частицы грунта в более стабильную структуру). Для этого используются следующие методы: цементизация (нагнетание в слой грунта разбавленного цементного раствора); силикатизация (нагнетание жидкого стекла); смолизация (нагнетание смол); замораживание (химический способ для пучинистых грунтов); спекание (для глинистых грунтов).

Закрепление несущего слоя обходится дешевле его полной замены. К примеру, стоимость перемещения грунта в среднем составляет около 7 у. е. за 1 м3 (7 у. е. — вывезти грунт и 7 у. е. — привезти новый), к этому нужно добавить цену насыпного грунта (например, щебня — 10 у. е. за 1 м3). Итого замена грунта обойдется в 24 у. е. за 1 м3 (7 + 7 + 10). Работы по закреплению обойдутся примерно в 10-12 у. е. за 1 м3, что в два раза меньше. Кроме того, по трудоемкости и затратам времени укрепление почвы гораздо выгоднее полной ее замены.

Общие понятия о свойствах грунтов Классификация (виды) грунтов

Грунтами называются любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания Земли и являющиеся объектам инженерно-строительной деятельности человека. Грунты используются в качестве основания, среды или, материала для возведения зданий и сооружений.

В соответствии с ГОСТ 25100-82 все грунты классифицируют в зависимости от происхождения и условий образования, характера структурных связей между частицами, состава и строительных свойств грунтов.

Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.

Скальные грунты — это грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Скальные грунты подразделяются на разновидности в зависимости от предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, по степени размягчения в воде, растворимости и др.

Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К нескальным грунтам относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей минералов, слагающих    эти    породы.    Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность, дисперсность, что кореннымчобразом отличает их от скальных весьма прочных пород.

В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения. В состав некоторых грунтов входят органические соединения.

Твердые минеральные частицы грунта представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам зерен. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов до   мельчайших   коллоидных   частиц.

Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:

крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные и щебенистые) с содержанием частиц крупнее 2 мм более 50% по массе;

песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые);

пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины).

По плотности сложения песчаные грунты подразделяют на виды в зависимости от значения коэффициента пористости.

Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании,— про-садочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку, называемую просадкой.

Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью ese, начальным просадочным давлением pse и начальной просадочной влажностью wse. Просадочными свойствами обладают лессовые и другие макропористые грунты.

Лессовые грунты — это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и проявляющие просадочные свойства при замачивании водой под нагрузкой.

К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются  в  объеме,  и  при  этом  относительное   набухание    без    нагрузки составляет esme0,04.

К особым видам грунтов также следует отнести биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты.

Грунты, содержащие значительное количество органических веществ, называются биогенными. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и    сапронелы    (пресноводные    илы).

Ил — водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости более 0,9.

Плывуны — это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязкотекучему телу, встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков. 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, перехб- дящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.

Почвы или растительные грунты —

это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением и др.), насыпные и намывные.

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.

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.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ВО ВТОРУЮ РЕДАКЦИЮ

Раздел Термины и определения

Предлагаем обсудить избыточность раздела «Термины и определения». Считаем, что из данного раздела можно исключить термины: «грунт техногенно измененный»; «грунт техногенно перемещенный», «грунт техногенно преобразованный». Эти термины нигде, кроме раздела 5 Классификация не используются, и являются понятными для специалистов и содержатся в учебной литературе. Также, на наш взгляд, возможно исключить термины «грунт просадочный», «грунт пучинистый», «грунт заторфованный», «грунт органический», «потенциал разжижения грунта». Определения этих терминов не несут дополнительной информации к тому, что содержится в соответствующих статьях и таблицах в Приложениях.

Предлагаем рассмотреть возможность исключения ограничения по содержанию органики из определения илов, т.к. оно отсутствует в морской геологии. Определение отличается от принятого в морской геологии, где илы определяются генезисом, положением в структуре донной поверхности и состоянием Геологический словарь, 1978]. Возможно его исключение вместе с сапропелями, т.к. литологические определения ыходят за рамки настоящего стандарта, а также приводят к ошибкам при индексации в компьютерной обработке. Так, например, большинство льдистых мерзлых грунтов классифицируются как сапропели в программном комплексе ИнжГео вследствие формального наложения подобных условий на различные грунты.

Класс скальных грунтов

С учетом принятой редакции проекта ГОСТ ХХХХ «Грунты. Полевое описание» дублирование требований к идентификации массивов скальных грунтов, прописанное в приложении Г, предлагается сократить, введя соответствующие ссылки на разработанный стандарт.

Выделение подкласса «Скальные не прочные» считаем целесообразным, но критерии его выделения обсуждаемы.

Класс дисперсных грунтов

В подклассе дисперсных несвязных грунтов в петрографическом виде крупнообломочных грунтов напрашивается выделение валунно-глыбовых грунтов в отдельный вид, так как их инженерно-геологические свойства и методы определения (вернее, не определения) их свойств отличаются от других видов несвязных грунтов.

В подклассе связных грунтов возможно выделение специфических грунтов. Также предлагаем несколько укрупнить выделение разновидностей по некоторым признакам. Например, на наш взгляд, подразделение дисперсных грунтов по степени морозной пучинистости избыточно дробное – в практике практическая польза от выделения разновидности «Чрезмерно пучинистый» отсутствует. Мы предлагаем данный таксон, ограничив выделение разновидностью «Сильнопучинистый» со степенью пучинистости более 7,0%.

Класс мерзлых грунтов

Основные вопросы, которые планируется решить при обсуждении второй редакции:

1. Подразделение дисперсных грунтов по льдистости избыточно дробное – в практике при льдистости за счет ледяных включений более 0,4 изменчивость грунтовой толщи такова, что выделение разновидностей по границе Ii=0,6 крайне затруднительно, а практическая польза такого разделения весьма сомнительна. Мы предлагаем исключить таксон «Очень сильнольдистый» из данной таблицы, оставив в Таксоне «Сильнольдистый» грунты с льдистостью за счет видимых ледяных включений до 0,8, а свыше – перевести в таксон «Ледогрунты», что больше отвечает их свойствам .

2. Предлагается исключить разделение мерзлых дисперсных грунтов по состоянию на пластичномерзлые и твердомерзлые в п. Б.3.3 (Таблица Б.32). В связи с тем, что разделение их производят сразу по двум не имеющим достаточной корреляции между собой признакам (температура и коэффициент сжимаемости мерзлого грунта), это приводит к неоднозначности результатов изысканий. Также отсутствуют нормативные значения переходных коэффициентов от результатов лабораторных (компрессионных) испытаний к штамповым (по аналогии с таковыми у немерзлых грунтов). Кроме того, температура грунта в верхней части грунтовой толщи (нередко до 10м от поверхности и более) изменяется в течение года вместе с состоянием.

Таблица 4 Геотехническая типизация талых грунтов инженерно-геологических подклассов (таблицы 1–2) по основным геотехническим свойствам

Предлагается расширить типизацию, включив в нее подклассы мерзлых грунтов. Также таблица требует обсуждения и доработки по уточнению основных количественных признаков.

Применение грунтов

Свойства грунтов определяют условия возведения инженерных сооружений, ведения горных работ. В зависимости от прочности, трещиноватости, выветрелости, липкости грунтов выбирают технологию и способ ведения горных работ. Для оценки водопритоков в горные выработки, а также эффективности работы водопонижающих систем и прогноза подтопления территории определяют фильтрационные свойства грунтов. Расчёт крутизны и устойчивости откосов открытых горных выработок, а также устойчивости сводов подземных выработок проводится на основании показателей прочности грунтов на сдвиг и разрыв. В тех случаях, когда грунты не отвечают требованиям, предъявляемым к основаниям возводимых сооружений (при повышенной трещиноватости и водопроницаемости пород, высокой просадочности, сильной сжимаемости, суффозионной неустойчивости или высокой растворимости), проводится искусственное улучшение их свойств. Для этой цели применяют различные способы осушения грунтов (дренирование и электроосмотическое водопонижение), механические уплотнения и кольматации глинистыми растворами; инъекционные закрепления (закачивание в грунт цементных растворов, жидкого стекла, битумов и битумных эмульсий, синтетических и природных смол); закрепления грунтов, основанного на использовании замораживания, термических и электрохимических способов обработки (электрообработка, электролитическая обработка). См. также закрепление грунтов.