Инженерно-геологические изыскания. Виды грунтов и их характеристики Количество глинистых частиц в суглинках должно быть
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Инженерно-геологические изыскания, для проектирования и строительства внутриквартальных проездов в Ломоносовском районе Ленинградской области в районе д. Велигонты ДНП «Малиновка» проводились по заказу ДНП «Малиновка» на основании договора № 06/13-Г от 01.01.2001 г., технического задания заказчика и уведомления на производство изысканий Комитета государственного строительного надзора и государственной экспертизы Ленинградской области № 000/13 от 29.03.13 г.
В соответствии с техническим заданием Заказчика пройдено 7 скважин глубиной по 4,0 метра, диаметром 93-72 мм, буровой установкой УКБ-12/25, всего 28,0 пог. м.
Буровые работы выполнялись буровой бригадой при участии главного геолога 25.02.2013 г. В процессе бурения отбирались пробы грунта для лабораторных исследований в соответствии с требованиями ГОСТ. Всего отобрано 19 образцов грунта нарушенной и ненарушенной структуры для определения физических свойств грунтов, 2 пробы воды. Пройденные выработки затампонированы в соответствии с требованиями «ВТУ по производству ликвидационного тампонажа скважин, проходимых при инженерно-геологических изысканиях » (ГРИИ Глав АПУ, Л. 1987 г.)
Акт тампонажа скважин прилагается (Приложение)
Выполненные объемы работ в целом соответствуют программе работ и техническому заданию. Акт технической приемки полевых работ прилагается (Приложение).
Камеральные работы выполнялись в соответствии с требованиями СНиП, СП, СНиП 2-03.03-85, ГОСТ, ГОСТ геологом Зайцевым работа принята внутриведомственной комиссией, акт прилагается (Приложение).
При составлении заключения использованы материалы изученности, Геология СССР, т.1, 1967 г., «Гидрогеология СССР», т. III, действующие нормативные документы. Графические материалы оформлялись по ГОСТ 21.302-96, СНиП II-9-78.
2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
участка изысканий
2.1. Характеристика района работ
Рассматриваемый участок изысканий расположен в районе д. Велигонты, Ломоносовского района, Ленинградской области. Трасса проходит по лугу. Вся территория представляет заброшенные сельскохозяйственные угодья.
В геоморфологическом отношении территория работ входит в пределы слабоволнистой прикамовой равнины. Рельеф местности – равнина, слегка волнистая, с плавными колебаниями поверхности, с абсолютными отметками устьев скважин от 49,84 до 58,30 м.
Климат данной территории умеренный и влажный, переходной от морского к континентальному, влияние на него оказывают массы воздуха, поступающие с Атлантики – преобладают ветры западных, юго-западных и северо-западных направлений. Характерная для данной территории сильная циклоническая деятельность обуславливает изменчивость погоды и ее неустойчивость на протяжении года. По данным многолетних наблюдений средняя годовая
температура воздуха составляет +4,3 градуса, самый холодный месяц – февраль, самый теплый – июль.
2.2. Геологическое строение
В геологическом строении территории, до изученной глубины 4,0 м, принимают участие современный Почвенно-растительный слой (p IY), а также верхнечетвертичными озерно-ледниковые (lg III) отложения, представленные в пройденных скважинах суглинками полутвердыми, туго - и мягкопластичными, реже текучими.
В соответствии с приложением Б СП изысканный участок строительства относится к II (средней сложности) категории по сложности инженерно-геологических условий.
2.3. Гидрогеологические условия
4. На момент бурения (февраль 2013 г.) подземные воды вскрыты в скважинах №2,7 на глубине от 2,2м. до 3,1 м. Питание подземных вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Амплитуда колебания сезонного уровня подземных вод составляет до 1,5м (по режимным наблюдениям ПГО «Севзапгеология»). Максимальный уровень подземных вод следует ожидать в периоды снеготаяния и интенсивных дождей.
5. По химическому составу воды пресные, хлоридно-гидрокарбонатные, магний-кальциевые, слабоагрессивны по отношению к бетону марки W4 по водородному показателю и содержанию агрессивной углекислоты. Коррозионная агрессивность воды по ГОСТ 9. по отношению к свинцовой оболочке кабеля средняя, к алюминиевой - средняя (приложение 9).
Значения коэффициента фильтрации составляют: для суглинков 0,001-0,05 м/сут.
6. Коррозионная агрессивность грунтов по ГОСТ 9. к свинцовой оболочке кабеля – высокая, к алюминиевой – средняя, к стали – средняя (Приложение).
В соответствии СНиП 2.03.11-85 по отношению к бетону нормальной проницаемости грунты неагрессивны.
7. По степени относительной деформации пучения, в соответствии со СНиП 2.05.02-85, суглинки полутвердые (ИГЭ-1) к слабопучинистым, суглинки тугопластичные (ИГЭ-2) к среднепучинистым, суглинки мягкопластичные (ИГЭ-3) и суглинки текучие (ИГЭ-4) к сильнопучинстым.
8 Нормативная глубина промерзания, в соответствии со СП 22.13330.2011 составляет для суглинков – 1,45м,
9. Дорожные работы елательно производить при подсыхании грунтов, во избежание разжижения при использовании техники после схода снега и сильных дождей.
10. По трудности разработки одноковшовым экскаватором грунты относятся по ГЭСН выпуск 4табл. 1-1 к следующим категориям:
Почвенно-растительный слой ………………. . . I (п. 9а);
суглинки I (п. 36а)
11. Сейсмичность территории 5 баллов по карте сейсмического районирования
Физические свойства грунтов, лежащих в основании, исследуют с точки зрения их способности нести нагрузку дома через его фундамент.
Физические свойства грунта меняются в зависимости от внешней среды. На них влияет: влажность, температура, плотность, неоднородность и многое другое, поэтому для оценки технической пригодности грунтов будем исследовать их свойства, которые неизменны и которые могут меняются при изменении внешней среды:
- связанность (сцепление) между частицами грунта;
- размер, форма частиц и их физические свойства;
- однородность состава, наличие примесей и их воздействие на грунт;
- коэффициент трения одной части грунта о другую (сдвиг пластов грунта);
- водопроницаемость (водопоглощение) и изменение несущей способности при изменении влажности грунта;
- водоудерживающая способность грунта;
- размываемость и растворимость в воде;
- пластичность, сжимаемость, разрыхляемость и т. д.
Грунты: типы и свойства
Классы грунтов
Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).
- Скальные грунты - магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
- Дисперсионные грунты
- осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие). Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:
- минеральные - крупнообломочные, мелкообломочные, пылеватые, глинистые грунты;
- органоминеральные - заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
- органические - торфы, сапропели.
- Мерзлые грунты - это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.
По строению и составу грунты разделяют на:
- скальные;
- крупнообломочные;
- песчаные;
- глинистые (в том числе лессовидные суглинки).
В основном встречаются разновидности песчаных и глинистых разновидностей, которые весьма разнообразны как по крупности частиц, так и по физико-механическим свойствам.
По степени залегания грунты делятся на:
- верхние слои;
- средней глубины залегания;
- глубокого залегания.
В зависимости от типа грунта основание может быть расположено в разных слоях грунта.
Верхние слои грунта подвергаются атмосферному воздействию (намокание и высыхание, выветривание, замерзание и оттаивание). Такое воздействие изменяет состояние грунта, его физические свойства и уменьшает противодействие нагрузкам. Исключением являются только скальные грунты и конгломераты.
Поэтому основание дома необходимо располагать на глубине с достаточными несущими характеристиками грунта.
Классификация грунтов по размеру частиц определена ГОСТом 12536
| Частицы | Фракции | Размер, мм |
| Крупные обломки | ||
| Валуны*, глыбы | крупные | > 800 |
| средней крупности | 400-800 | |
| мелкие | 200-400 | |
| Галька*, щебень | крупные | 100-200 |
| средней крупности | 60-100 | |
| мелкие | 10-60 | |
| Гравий*, дресва | крупные | 4-10 |
| мелкие | 2-4 | |
| Мелкие обломки | ||
| Песок | очень крупные | 1-2 |
| крупные | 0,5-1 | |
| средней крупности | 0,25-0,5 | |
| мелкие | 0,1-0,25 | |
| очень мелкие | 0,05-0,1 | |
| Взвесь | ||
| Пыль (ил) | крупные | 0,01-0,05 |
| мелкие | 0,002-0,01 | |
| Коллоиды | ||
| Глина | < 0,002 | |
* Названия крупных обломков с обкатанными гранями.
Измеряемые характеристики грунтов
Для вычисления несущих характеристик грунта нам нужны измеряемые характеристики грунта. Вот некоторые из них.
Удельный вес грунта
Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.
Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:
ρ ‑ плотность грунта, т/м³;
g ‑ ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².
Плотность сухого (скелета) грунта
Плотность сухого (скелета) грунта ρ d ‑ природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³.
Устанавливается расчетом:
где ρ s и ρ d - соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).
Принимаемая плотность частиц ρ s (г/см³) для грунтов
Коэффициент пористости е, для песчаных грунтов разной плотности
Степени влажности грунта
Степень влажности грунта S r - отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):
где ρ s - плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³);
е - коэффициент пористости грунта;
ρ w - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³);
W - природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.
Грунты по степени влажности
Пластичность грунта
class="h3_fon">Пластичность грунта - его способность деформироваться под действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия.
Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.
Граница текучести W L характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое - текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.
Граница раскатывания W P соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.
Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта I Р. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:
I Р = W L - W P
Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.
Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице.
Текучесть глинистых грунтов
Показать текучести I L выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов.
Определяется расчетом из формулы:
| I L = | W - W p | |
| I р |
где W - природная (естественная) влажность грунта;
W p - влажность на границе пластичности, в долях единицы;
I p - число пластичности.
Показатель текучести для грунтов разной плотности
Скальные грунты
Скальные грунты - монолитные породы или в виде трещиноватого слоя с жесткими структурными связями, залегающие в виде сплошного массива или разделенные трещинами. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.
Они хорошо держат нагрузку на сжатие даже в водонасыщенном состоянии и при отрицательных температурах, а также не растворимы и не размягчаются в воде.
Являются хорошим основанием для фундаментов. Единственная сложность - это разработка скального грунта. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления.
Крупнообломочные грунты
class="h3_fon">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)
- 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 в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляют наименование вида заполнителя, и указывают характеристики его состояния. Вид заполнителя устанавливают после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Если обломочный материал представлен ракушкой в количестве ≥ 50%, грунт называют ракушечным, если от 30 до 50% - к наименованию грунта прибавляют с ракушкой.
Крупнообломочный грунт может быть пучинистым, если мелкая составляющая - пылеватый песок или глина.
Конгломераты
class="h3_fon">Конгломераты - крупнообломочные породы, группа скалистых разрушенных, состоящих из отдельных камней разной фракции, содержащие более 50% обломков кристаллических или осадочных пород, не связанных между собой или же сцементированных посторонними примесями.
Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей.
Хрящеватые грунты
class="h3_fon">Хрящеватые грунты - это смесь глины, песка, обломков камней, щебня и гравия. Они плохо размываются водой, не подвержены вспучиванию и вполне надежны.
Они не сжимаются и не размываются. В этом случае рекомендуется закладка фундамента с заглублением, как минимум, в 0,5 метра.
Дисперсионные грунты
Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим.
Песчаные грунты
class="h3_fon">Песчаные грунты - продукт разрушения горных пород, представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и других минералов, образовавшихся в результате выветривания горных пород с размерами частиц от 0,1 до 2 мм, содержащие глины не более 3%.
Песчанные грунты по крупности частиц могут быть:
- гравелистые (25% частиц крупнее 2 мм);
- крупные (50% частиц по весу крупнее 0,5 мм);
- средней крупности (50% частиц по весу крупнее 0,25 мм);
- мелкие (размеры частиц - 0,1-0,25 мм)
- пылеватые (размеры частиц 0,005-0,05 мм). Они близки по своим проявлениям к глинистым грунтам.
По плотности подразделяются на:
- плотные;
- средней плотности;
- рыхлые.
Чем выше плотность, тем прочнее грунт.
Физические свойства:
- высокая сыпучесть, поскольку сцепления между отдельными зернами нет.
- легко разрабатываются;
- хорошая водопроницаемость, хорошо пропускают воду;
- не меняются в объеме при разном уровне водопоглощении;
- промерзают незначительно, не пучинистые;
- при нагрузках имеют свойство сильно уплотняться и проседать, но в довольно сжатые сроки;
- не пластичны;
- легко утрамбовываются.
Сухой чистый (в особенности крупный) кварцевый песок может выдержать большие нагрузки. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают.
Если пески залегают равномерно с достаточной плотностью и мощностью слоя, то такой грунт являются хорошей основой для фундамента и чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см.
Мелкий песок, разжиженный водой, особенно с примесями глины и ила, в качестве основания ненадежен. Пылеватые пески (размер частиц от 0,005 до 0,05 мм) слабо держат нагрузку, как основание требуют укрепление.
Супеси
class="h3_fon">Супеси - грунты, в которых глинистые частицы размером менее 0,005 мм содержатся в пределах от 5 до 10%.
Плывуны - это супеси по свойствам близки к пылеватым пескам, содержащие большое количество пылеватых и очень мелких глинистых частиц. При достаточном водопоглощении пылеватые частицы начинаю играть роль смазки между крупными частицами и некоторые разновидности супесей становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость.
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.
Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.
Глинистые грунты
class="h3_fon">Глины - горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005, мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты образовались в результате физико-химических процессов, происходивших при разрушении горных пород. Характерным свойством их является сцепление мельчайших частиц грунта между собой.
Физические свойства:
- низкие водопропускные свойства, поэтому всегда содержат воду (от 3 до 60%, обычно 12-20%).
- увеличиваются в объеме при намокании и уменьшаются при высыхании;
- в зависимости от влажности обладают значительной связанностью частиц;
- сжимаемость глины высокая, уплотнение под нагрузкой низкое.
- пластичны только в пределах определенной влажности; при меньшей влажности они становятся полутвердыми или твердыми, при большей - из пластичного состояния переходят в текучее;
- размываются водой;
- пучинистость.
По поглощенной воде глины и суглинки подразделяют на:
- твердые,
- полутвердые,
- тугопластичные,
- мягкопластичные,
- текучепластичные,
- текучие.
Осадка зданий на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью.
Сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты с большой мощностью слоя выдерживают значительные нагрузки от сооружений, если под ними находятся устойчивые подстилающие слои.
Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома.
Но такое такая глина встречается редко, т.к. в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Так же влага может проникать через песчаные примеси в глине, поэтому влагопоглощение у глины происходит неравномерно.
Неоднородность влажности при замерзании грунта приводит к неравномерной пучинистости при отрицательных температурах, что может привести к деформации фундамента.
Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.
Глинистые грунты - самые непредсказуемые для строительства.
Они могут размываться, разбухать, сжиматься, при замерзании вспучиваться. Фундаменты на таких грунтах строят ниже отметки промерзания.
При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.
Макропористые глины
Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.
Суглинки
class="h3_fon">Суглинки - грунты, в которых глинистые частицы размером менее 0,005 мм содержатся в пределах от 10 до 30%.
По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.
Такой грунт как лёсс относится к группе суглинков, содержит значительное количество пылеватых частиц (0,005 - 0,05 мм) и водорастворимые известняки и др., очень пористый и при намокании сжимается. При замерзании вспучивается.
В сухом состоянии такие грунты обладают значительной прочностью, но при увлажнении их грунт размягчается и резко уплотняется. В результате происходят значительные осадки, сильные перекосы и даже разрушения возведенных на нем сооружений, в особенности из кирпича.
Таким образом, для того чтобы лессовидные грунты служили надежным основанием для сооружений, нужно полностью устранить возможность их замачивания. Для этого необходимо тщательно изучить режим грунтовых вод и горизонты их высшего и низшего стояния.
Ил (илистые грунты)
class="h3_fon">Ил - образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.
Ил - илистые грунты, водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30-50% по массе.
Свойства илистых грунтов:
- Cильная деформируемость и высокая сжимаемость и как следствие - ничтожное сопроивление к нагрузкам и непригодность их использования в качестве естественного основания.
- Значительное влияние структурных связей на механические свойства.
- Незначительное сопротивление сил трения, что затрудняет применение в них свайных фундаментов;
- Органические (гуминовые) кислоты в иле, действуют разрушающе на бетон сооружений и фундамента.
Самым существенным явлением, возникающим в илистых грунтах под действием внешней нагрузки, как указывалось выше, является разрушение их структурных связей. Структурные связи в илах начинают разрушаться при относительно незначительных нагрузках, однако лишь при некоторой, вполне определенной для данного илистого грунта величине внешнего давления происходит лавинное (массовое) нарушение структурных связей, причем прочность илистого грунта резко снижается. Эта величина внешнего давления носит название "структурной прочности грунта". Если давление на илистый грунт меньше структурной прочности, то свойства его близки к свойствам твердого тела малой прочности, причем, как показывают соответствующие опыты, ни сжимаемость ила, ни его сопротивление сдвигу практически не зависят от природной влажности. При этом угол внутреннего трения илистого грунта мал, а сцепление имеет вполне определенную величину.
Последовательность возведения фундаментов на илистых грунтах:
- Производится "выемка" этих грунтов, и замещают послойно песчаным грунтом;
- Отсыпают каменную/щебеночную подушку, ее мощность определяется расчетом, необходимо, чтобы на поверхность илистого грунта от сооружения и подушки приходилось давление неопасное для илистого грунта;
- После этого возводится сооружение.
Сапропель
class="h3_fon">Сапропель - пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10% (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков.
Сапропель имеет пористую структуру и, как правило, текучую консистенцию, высокую дисперсность - содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5% по массе.
Торф
class="h3_fon">Торф - органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более органических веществ.
В их состав входит большое количество растительных осадков. По количеству их содержания различают:
- слабозаторфованные грунты (относительное содержание растительных осадков - менее 0,25);
- среднезаторфованные (от 0,25 до 0,4);
- сильнозаторфованные (от 0,4 до 0,6) и торфы (свыше 0,6).
Торфяники обычно сильно увлажнены, отличаются сильной неравномерной сжимаемостью и практически непригодны как основание. Чаще всего их заменяют на более пригодные основания, например, песчаные.
Заторфованный грунт
Грунт заторфованный - песок и глинистый грунт, содержащий от 10 до 50% (по массе) торфа.
Влажность грунта
Из-за капиллярного эффекта грунты с мелкой структурой (глина, пылеватые пески) находятся во влажном состоянии даже при низком уровне грунтовых вод.
Поднятие воды может достигать:
- в суглинках 4 - 5 м;
- в супесях 1 - 1,5 м;
- в пылеватых песках 0,5 - 1 м.
Условия для слабопучинистого грунта
Относительно безопасные условия, чтобы грунт считался слабопучинистым, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:
- в пылеватых песках на 0,5 м;
- в супесях на 1 м;
- в суглинках на 1,5 м;
- в глинах на 2 м.
Условия для среднепучинистого грунта
Грунт можно отнести к категории среднепучинистой, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:
- в супесях на 0,5 м;
- в суглинках на 1 м;
- в глинах на 1,5 м.
Условия для сильнопучинистого грунта
Грунт будет сильнопучинистый, если уровень грунтовых вод будет выше, чем для среднепучинистых грунтов.
Определение типа грунта на глаз
Даже далекий от геологии человек, сможет отличить глину от песка. Но определить на глаз долю глины и песка в грунте уже не каждый сможет. Какой грунт перед вами суглинок или супесь? И каков процент чистой глины и ила в таком грунте?
Для начала обследуйте соседние жилые участки. Опыт создания фундамента соседей может дать полезную информацию. Покосившиеся заборы, деформации фундаментов при неглубоком их заложении и трещины в стенах таких домов говорят о пучинистых грунтах.
Потом нужно взять пробу грунта со своего участка, желательно ближе к месту будущего дома. Некоторые советуют сделать ямку, но узкую ямку глубокой не выроешь, да и что с ней потом делать?
Я предлагаю простой и очевидный вариант. Начните своё строительство с выкапывания ямы под септик.
У вас получится колодец с достаточной глубиной (не менее 3 метров, можно больше) и шириной (не менее 1 метра), который дает кучу преимуществ:
- простор для взятия проб грунта с разной глубины;
- визуальный осмотр сечения грунта;
- возможность проверки грунта на прочность не вынимая грунт, в том числе и боковых стенок;
- яму вам обратно закапывать не нужно.
Только установите в колодец в ближайшее время бетонные кольца, чтобы колодец не осыпался от дождей.
Определение грунта по внешнему виду
Состояние сухой породы
| Глина | Твёрдая в кусках, при ударе колется на отдельные комья. Комочки раздавливаются с большим трудом. Очень трудно растираются в порошок. |
| Суглинки | Комья и куски сравнительно тверды, при ударе рассыпаются, образуя мелочь. Растертая на ладони масса не дает ощущения однородного порошка. Песка на ощупь при растирании мало. Комочки раздавливаются легко. |
| Супесь | Сцепление между частицами слабое. Комья легко рассыпаются от давления рукой и при растирании чувствуется неоднородный порошок, в котором явно чувствуется присутствие песка. Супесь пылеватая при растирании напоминает сухую муку. |
| Песок | Песчаная саморассыпающаяся масса. При растирании в ладонях ощущение песчаной массы, преобладают крупные песчаные частицы. |
Состояние влажной породы
| Глина | Пластичное, липкое и мажущее | Шар при сдавливании не образует трещин по краям. При раскатывании даёт прочный и длинный шнур диаметром < 1 мм. |
| Суглинки | Пластичное | Шар при сдавливании образует лепёшку с трещинами по краям. Длинного шнура не образуется. |
| Супесь | Слабо пластичное | Образуется шар, который при лёгком надавливании рассыпается. Не скатывается в шнур или трудно скатывается и легко распадается на кусочки. |
| Песок | При переувлажнении переходит в текучее состояние | Не скатывается в шар и шнур. |
Метод осветления воды
Метод определения типа грунта по скорости осветления воды за 1 минуту в пробирке (или стакане), в которую помещают щепотку почвы.
Тип фундамента от грунта
- Торф - свайный фундамент.
- Пылевые пески, тягучие глины - заглубленный фундамент с гидроизоляцией.
- Мелкие и средние пески, твердые глины - фундамент неглубокого заложения.
- Во влажных грунтах (глина, суглинок, супесь или пылеватый песок) глубина заложения фундамента - больше расчетной глубины промерзания.
По этому показателю грунты подразделяются на пески, супеси, лёгкие, средние и тяжелые суглинки, а также на лёгкие, средние и тяжёлые глины.
Из этой статьи вы узнаете:
- Почему нельзя определять состав почвы по ее цвету;
- Как в домашних условиях определить количество глинистых частиц по мокрому методу;
- Как провести сухой тест для суглинков и супеси.
Почему нельзя определить состав почвы по ее цвету
Песок, супесь, суглинок, глина – некоторые садоводы ошибочно судят о механическом составе почвы по ее цвету. При такой оценке они часто неправильно определяют количество глинистых частиц, думая на суглинок, что это супесь, а суглинок принимая за глину.
Цвет земли на участке и ее оттенки зависят не только от содержания глины, но и от её минералогического состава. Дело в том, что на цвет земли, кроме гумуса, влияет ее склонность содержать в себе соединения алюминия, иногда - железа и марганца. В условиях переувлажнения образуется глеевый горизонт с сизой окраской, обусловленной содержанием алюмоферросиликатов, появляющихся при взаимодействии железа с глинистыми минералами. Железо с марганцем образуют закисные соединения (ядовитые для растений), придающие ржаво-охристую окраску.
Часто повторяя цвет суглинка, супесь не является идеальным грунтом, и требует проведения Поэтому механический состав почвы необходимо определять по степени её связности.
Как определить, суглинок или глина у вас на участке
Для полевых условий существует старая методика, не требующая никаких инструментов и доступная всем. По этому методу, называемому «мокрым», образец почвы увлажняют (если вода далеко, то можно и слюнями) и перемешивают до тестообразного состояния. Из подготовленной земли на ладони скатывают шарик и пробуют раскатать его в шнур (специалисты иногда просторечно называют его колбаской) толщиной около 3 мм или чуть больше, затем свернуть в кольцо диаметром 2-3 см.
|
|---|
Иногда в своем желании как можно точнее определить грунт на участке, садоводы перелистывают десятки старых томов геологических справочников в поисках ответов на вопросы, что старше, суглинок или глина, или какое древнее море виновато в том, что садоводство под Москвой стоит на песчаном грунте. Но для того, чтобы повысить урожайность почвы, старого доброго «мокрого метода» определенно достаточно. Единственное: необходимо быть внимательными при определении супесей и суглинков, так как они могут быть пылеватыми.
Суглинок или супесь. Сухой метод для пылеватых грунтов
Эти разновидности различают по сухому методу следующим образом. Пылеватые супеси и лёгкие пылеватые суглинки образуют непрочные комочки, которые при раздавливании пальцами легко распадаются. При растирании супеси производят шуршащий звук и ссыпаются с руки. При растирании пальцами лёгких суглинков ощущается ясно различимая шероховатость, глинистые частицы втираются в кожу. Средние пылеватые суглинки дают ощущение мучнистости, но несут ощущение тонкой муки со слабозаметной шероховатостью. Их комки раздавливаются с некоторым усилием. Тяжелые пылеватые суглинки в сухом состоянии с трудом поддаются раздавливанию, дают ощущение тонкой муки при растирании. Шероховатость не ощущается.
Теперь, получив результаты теста, вы сможете сравнительно точно определить, когда и сколько чего вносить, можете, так сказать «суглить» свою глину. Органические удобрения, в первую очередь , для малотребовательных к органике культур на сравнительно лёгких суглинистых почвах надо вносить меньшими объемами (примерно по 4 кг/м2), но чаще и наоборот, свойства тяжёлых грунтов позволяют вносить навоз реже, но в более высоких количествах (до 8 кг/м2). Механический состав земли на участке надо иметь в виду и , регулируя глубину их заделки.
Александр Жаравин, агроном,
г. Киров
По материалам Флора Price
Всем здравствуйте!
Дом планирую 10х10 с пристроенным гаражом 5х6 из газобетона с облицовкой кирпичом.
Какой фундамент оптимален будет, посоветуйте?
Геологические изыскания проводились в отношении части котеджного поселка, в котором находится мой участок (в отдалении 300 метров от крайней скважины). Удалось раздобыть эту инфу. Вот она:
ИГЭ-1 – Почвенно-растительный слой – чернозем. Мощность от 0.8 до 1.0 м.
ИГЭ-2 – легкий, песчанистый, местами сильно запесоченный (до супеси), коричневато-желтый, от полутвердого до тугопластичного. Глубина залегания подошвы 1.1-1.7. Средняя мощность 0.4 м.
ИГЭ-3 – Пески мелкозернистые, светло-желтые до беловато-серых (в нижней части), кварцевые, однородные, местами с редкой примесью слюды, слабовлажные, средней плотности, от малой степени водонасыщения (ИГЭ-3а ) до водонасыщенных (ИГЭ-3б ). До глубины 6.0 м подошва не вскрыта. Неполная средняя мощность составляет 2.3 м.
ИГЭ-4 – Суглинок легкий, пылеватый, коричневато-желтый, местами с рыжими пятнами, от туго- и мягкопластичных (ИГЭ-4а ) – в верхней части, до текучепластичных и текучих (ИГЭ-4б ) – в нижней, на отдельных участках песчанистые, с включением гравия карбонатных пород. Глубина залегания подошвы 3,0 – 5.5 м. Средняя мощность 3.3 м.
ИГЭ-5 – Супеси песчанистые, пластичные. Залегают в виде линз в центральной и западной части участка работ (скв.1, 3). Глубина подошвы 5,0м. Средняя мощность 0,9м.В пределах участка коттеджной застройки, вскрыты воды верхнечетвертичного аллювиального водоносного горизонта, приуроченные к пескам ИГЭ-4. Глубина залегания уровня грунтовых вод колеблется от 5,8 м - в западной части участка (скв.7) до 2.4 - в восточной (скв.1). Колебания высотных отметок уровня изменяются в пределах от 111.1 до 113.1 м. Подошва водоносного горизонта не вскрыта. В восточной части участка глинистые грунты ИГЭ-4 выступают в роли локального водоупора, обуславливая местные напоры уровней амплитудой до 0.8-1.7 м (скв. 1, 4).
Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков и паводковых вод. Амплитуда сезонного колебания уровня воды – около 1 м. Разгрузка верховодки может осуществляться в долине руч. Семеновского (ВОТ ЗДЕСЬ, КАК РАЗ, УЧАСТОК У МЕНЯ И ЕСТЬ! В НЕБОЛЬШОЙ НИЗИНЕ)
СВОЙСТВА ГРУНТОВ
ИГЭ-2 – Суглинок легкий, песчанистый, местами сильно запесоченный (до супеси), коричневато-желтый, от полутвердого до тугопластичного.:
- числа пластичности – 8.20
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.95 г/см3
- влажности – 15.5 %
- показателя текучести – 0,41
- плотности скелета (в уплотненном состоянии)– 1.69 г/см3
- коэффициента пористости – 0.55
- степени влажности – 0.74
По СНиП 2.02.01-83, при состоянии этих грунтов со степенью влажности более 0.8, прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими показателями:
- модуль деформации, Е – 25.0 МПа
- удельное сцепление, С – 33.5 кПа
- угол внутреннего трения – 23.1 град.
Суглинки относятся, по степени морозной пучинистости - к группе среднепучинистых.
ИГЭ-3а –
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.64 г/см3
- влажности – 4.14 %
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.57 г/см3
- коэффициента пористости – 0.69
- степени влажности – 0.16
-угла естественного откоса в обводненном состоянии – 20 град.
- модуль деформации, Е – 23.3 МПа
- удельное сцепление, С – 0 кПа
- угол внутреннего трения – 30.4град.
ИГЭ-3б – Пески мелкие, малой степени водонасыщения. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.97 г/см3
- влажности – 20.90 %
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.63 г/см3
- коэффициента пористости – 0.61
- степени влажности – 0.90
-угла естественного откоса в обводненном состоянии – 21 град.
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 20.6 МПа
- удельное сцепление, С – 4.2 кПа
- угол внутреннего трения – 30.9 град.
По степени морозной пучинистости пески относятся к группе практически непучинистых грунтов.
ИГЭ-4а - . По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 8.49
- плотности – 1.98 г/см3
- влажности – 19.13 %
- показателя текучести – 0.45
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.66 г/см3
- степени влажности – 0.78
- модуля деформации, Е – 3.3 МПа (при р=0.3 МПа)
- удельное сцепление (в водонсыщенном состоянии), С – 43.3 кПа
- угол внутреннего трения (в водонсыщенном состоянии) – 19.3 град.
- относительной деформации просадочности - 0
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 23.9 МПа
- удельное сцепление, С – 32.5 кПа
- угол внутреннего трения – 22.9 град.
ИГЭ-4б - Суглинки тяжелые, пылеватые, твердые. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 9.35
- плотности (в уплотненном состоянии) - 1.99 г/см3
- влажности – 25.32 %
- показателя текучести – 1.30
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.55 г/см3
- коэффициента пористости – 0.68
- степени влажности – 1.08
При показателе текучести более 0.75 по СНиП 2.02.01-83 условно могут быть приняты минимальные значения показателей прочностных и деформационные свойств грунтов:
- модуль деформации, Е – 5 МПа
- удельное сцепление, С – 12 кПа
- угол внутреннего трения – 12 град.
Суглинки непросадочные и относятся к ненабухающим грунтам. По степени морозной пучинистости суглинки относятся к средне-пучинистым.
ИГЭ-5 - Супеси песчанистые, от твердых до пластичных. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 5.02
- плотности (в уплотненном состоянии) – 2.63 г/см3
- влажности – 14.26 %
- показателя текучести – 0,52
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.78 г/см3
- удельное сцепление (в водонсыщенном состоянии), С – 11.3 кПа
- модуля деформации, Е – 6.7 МПа (при р=0.3 МПа)
- коэффициента пористости – 0.48
- степени влажности – 0.78
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 30.2 МПа
- удельное сцепление, С – 17.7 кПа
- угол внутреннего трения – 27.9 град.
Супеси непросадочные и относятся к ненабухающим грунтам. По степени морозной пучинистости супеси относятся к сильнопучинистым.Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. Расстояния между этими частицами называется порами, они, как правило, заполняются водой, которая хорошо удерживается в глине, потому что сами частички глины воду не пропускают. Глинистые грунты имеют высокую пористость, т.е. высокое соотношение объема пор к объему грунта. Это соотношение колеблется от 0,5 до 1,1 и является характеристикой степени . Каждая пора - это маленький капилляр, поэтому такие грунты подвержены .
Глинистый грунт очень хорошо удерживает в себе влагу и никогда не отдает ее всю, даже при высыхании, поэтому является . Влага, содержащаяся в грунте, при замерзании превращается в лед и расширяется, тем самым, увеличивая объем всего грунта. Все грунты, содержащие глину, подвержены этому негативному явлению, и чем больше содержание глины, тем сильнее проявляется это свойство.
Поры глинистого грунта настолько малы, что капиллярные силы притяжение между частицами воды и глины оказываются достаточными, чтобы связывать их. Капиллярные силы притяжения в совокупности с пластичностью частиц глины обеспечивают пластичность глинистого грунта. И чем больше содержание глины, тем пластичнее будет грунт. В зависимости от содержания частиц глины их классифицируют на супеси, суглинки и глину.
Классификация глинистого грунта
Супесь – это глинистый грунт, который содержит не более 10 % глинистых частиц, оставшуюся часть занимает песок. Супесь наименее пластичная из всех глинистых грунтов, при ее растирании между пальцами чувствуются песчинки, она плохо скатывается в шнур. Скатанный из супеси шар рассыпается, если на него немного надавить. Из-за высокого содержания песка супесь имеет сравнительно низкую пористость – от 0,5 до 0,7. Соответственно она может содержать меньше влаги и, следовательно, быть меньше подвержена пучению. При пористости 0,5 (т.е. при хорошем уплотнении) в сухом состоянии супеси составляет 3 кг/см2, при пористости 0,7 – 2,5 кг/см3.
Суглинок – это глинистый грунт, который содержит от 10 до 30 процентов глины. Этот грунт достаточно пластичен, при растирании его между пальцами не чувствуются отдельные песчинки. Скатанный из суглинка шар раздавливается в лепешку, по краям которой образуются трещины. Пористость суглинка выше, чем супеси и колеблется от 0,5 до 1. Суглинок может содержать больше воды и больше, чем супесь, подвержен пучению. Сухой суглинок с пористостью 0,5 имеет несущую способность 3 кг/см2, при пористости 0,7 – 2,5 кг/см2.
Глина – это грунт, в котором содержание глинистых частиц больше 30%. Глина очень пластичная, хорошо скатывается в шнур. Скатанный из глины шар сдавливается в лепешку без образования трещин по краям. Пористость глины может достигать 1,1, она сильнее всех остальных грунтов подвержена , потому что может содержать очень большое количество влаги. При пористости 0,5 глина имеет несущую способность 6 кг/см2, при 0,8 – 3 кг/см2.
Все глинистые грунты под действием нагрузки от фундамента подвержены осадке, причем занимает она очень много времени – несколько сезонов. Осадка будет тем больше и дольше, чем больше пористость грунта. Чтобы уменьшить пористость глинистого грунта и тем самым улучшить его характеристики, грунт можно уплотнять. Естественное уплотнение глинистого грунта происходит под давлением вышележащих слоев: чем глубже находится слой, тем сильнее он уплотнен, тем меньше его пористость и тем больше его несущая способность.
Минимальная пористость глинистого грунта 0,3 будет у максимально уплотненного слоя, который залегает ниже глубины промерзания. Дело в том, что при промерзании грунта возникает пучение: частицы грунта двигаются и между ними возникают новые поры. В слое грунта, который находится ниже глубины промерзания, таких движений нет, он максимально уплотнен и его можно считать несжимаемым. зависит от климатических условий, в России она колеблется от 80 до 240 см. Чем ближе к поверхности земли, тем меньше будет уплотнен глинистый грунт.
Чтобы примерно оценить несущую способность глинистого грунта на определенной глубине можно принять максимальную пористость 1,1 на поверхности земли, а минимальную 0,3 на глубине промерзания и предположить, что она изменяется в зависимости от глубины равномерно. Вместе с ней будет меняться и несущая способность: от 2 кг/см2 на поверхности, до 6 кг/см2 ниже глубины промерзания.
Еще одна важная характеристика глинистого грунта – это его : чем больше влаги содержится в нем, тем хуже его несущая способность. Насыщенный влагой глинистый грунт становится слишком пластичным, а насыщаться влагой он может в том случае, когда близко находятся грунтовые воды. Если высокий и менее чем в метре от глубины заложения фундамента, то приведенные выше значения несущей способности глины, суглинка и супеси нужно делить на 1,5.
Все глинистые грунты будут служить хорошим основанием для фундамента дома, если грунтовые воды залегают на значительной глубине, а сам грунт будет однороден по составу.
Читайте так же:
- В этой статье рассмотрены основные типы грунтов - скальный, крупнообломочный, песчаный и глинистый, каждый из которых имеет свои свойства и отличительные признаки.
- Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
- Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
- Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.
- Песчаный грунт более чем на половину состоит из частиц песка размером меньше 5 мм. В зависимости от размера частиц подразделяется на гравелистый, крупный, средний и мелкий. Каждый вид песка имеет свои свойства.
- Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.
