- Что важно для технической пригодности грунта?
- Какие существуют классы грунтов?
- Виды грунтов с характеристиками
- Песчаные грунты
- Скальные грунты
- Суглинки и супеси
- Глинистые грунты
- Грунты с органическими примесями
- Крупноблочные грунты
- Лёсс
- Насыпные грунты
- Плывуны
- Виды грунтов и их пригодность для строительства фундамента
Все виды грунтов обладают разными свойствами и сравнительными характеристиками, которые сильно варьируются и зависят от множества факторов. Это требует учитывать их все при осуществлении работ по проектированию фундамента. Во время проведения геологической экспертизы осуществляется оценка технической пригодности почвы для строительства различных объектов.
Что важно для технической пригодности грунта?
При анализе грунта учитывают следующие параметры:
- Размер и форма частиц – влияет на плотность основания и способность выдерживать нагрузки.
- Сцепление частиц – определяет прочность грунта и его сопротивление сдвигу.
- Влажность – процент воды относительно объема грунта, влияющий на осадку фундамента.
- Влагоёмкость – максимальное количество воды, которое грунт может впитать без перенасыщения.
- Коэффициент трения пластов – влияет на устойчивость склонов и откосов.
- Удержание воды – способность грунта удерживать влагу при осушающих силах.
- Размываемость – особенно важно для участков рядом с оврагами или водотоками.
- Пластичность – способность грунта к деформации под нагрузкой и его сжимаемость.
Если любой из этих факторов находится в пределах нормы, можно не заострять внимание при проектировании. При отклонениях необходимо принимать меры по компенсации негативного влияния.
Какие существуют классы грунтов?
Грунты по ГОСТ 25100-2011 разделяют на три класса:
| Скальные грунты | Дисперсионные грунты | Мерзлые грунты |
| Магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями. | 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:
| Те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными. |
Виды грунтов с характеристиками
Песчаные грунты
В состав песчаных грунтов входят частицы размерами от 0,1 до 2 мм. В зависимости от размера частиц песчаные грунты делятся на гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые. Коэффициент сжатия плотного песка низок, но скорость его уплотнения под влиянием нагрузки велика. Поэтому осадка строения, возведенного на песке, прекращается довольно быстро. Гравелистые, крупные и средние песчаные грунты обладают высокой водонепроницаемостью и, следовательно, при замерзании не вспучиваются.
Пылеватыми частицами называются частицы размерами от 0,05 до 0,005 мм. Если в песчаном грунте таких частиц содержится от 15 до 50 %, такие пески относятся к пылеватым. Несущая способность грунта снижается благодаря присутствию в грунте пылеватых частиц.
Принято считать что оптимальным основанием для конструкции служит песчаный грунт, имеющий равномерную плотность. Однако следует учитывать, что такой грунт не должен подвергаться воздействию грунтовых вод, для чего и изготавливается дренаж.
Скальные грунты
К этой категории относятся песчаники, кварциты, граниты и залегают они как правило в виде сплошного массива. Такой материал вполне водоустойчив, несжимаем. Отсутствие в таком грунте пустот и трещин, позволяет сделать вывод что он наиболее пригоден для строительства.
Скальный вскрышной грунт отличается более или менее постоянным химическим и механическим составом. В него могут входить и магматические, и осадочные породы. Обычная насыпная плотность составляет 1,65 грамма на 1 см3.
Внутренняя плотность принимается равной 2-3 граммам на 1 см3. Важно: допускаются и отклонения от этого уровня в зависимости от непосредственного состава. Допустимо присутствие песка и мелких каменистых включений.
Суглинки и супеси
Такие грунты состоят из смеси глины, песка и пылеватых частиц, а в состав входят 30 % глинистых частиц и от 3 до 10 % супеси. Такие грунты занимают промежуточное место между песчаными и глинистыми грунтами по своим техническим характеристикам.
И супесь, и суглинок представляют собой смеси песка и глины, но в разных пропорциях и с различными дополнительными включениями. Комбинации составляющих эти грунты компонентов как раз и обуславливают несущую нагрузку данного участка и определяют целесообразность возведения на нем строений легкого или тяжелого типа.
Глинистые грунты
Глинистые грунты имеют достаточное количество капиллярных каналов и обладает большой удельной поверхностью касания между частицами. Состав таких грунтов образуется из мелких частиц величиной не более 0,005 мм., имеющих форму чешуек.
Капилляры способствуют проникновению воды во все поры глины, при этом образуются тонкие водоколлоидные пленки, которые в свою очередь обволакивают частицы остова грунта. Это придает глине необходимую для строительства вязкость. Но с другой стороны, насыщение глины водой при промерзании увеличивает ее объем, что является причиной ее вспучивания.
Грунты из глины характеризуются высоким сжатием (сравнивая например, с песчаными грунтами). Под воздействием нагрузок скорость осадки глины гораздо ниже, чем у песка. Таким образом, если основанием для строения служат глинистые грунты, его осадка продолжается достаточно долго.
Грунты с органическими примесями
К этой категории грунтов относятся торф, ил, болотный торф, растительный рыхлый грунт. Так как такие грунты в основном являются плодородными, они пригодны для садоводства и растениеводства. Они характеризуются высокой неравномерностью сжатия.
Грунты с органическими примесями совершенно не пригодны в качестве естественных оснований для фундаментов. Плодородные грунты применяются для выращивания сельскохозяйственных культур. Как правило до начала устройства фундамента плодородный слой снимается экскаватором.
Крупноблочные грунты
Крупноблочными грунтами называются осколки скальных пород, не связанные между собой. В таких грунтах преобладают осколки размером более 2 мм. К ним относятся гравий, галька, щебень.
Если такие грунты не подвергаются воздействию размывающей влаги и залегают плотным слоем, они вполне подходят в качестве основания при строительстве.
Кроме того, такие грунты применяются для изготовления щебня, путем взрывов, последующего дробления и рассеивания по фракциям.
Лёсс
Лёсс входит в категорию глинистых грунтов. Он состоит из однородной пористой тонкозернистой породы желтовато-палевого оттенка. В лёссе преобладают пылеватые частицы. Одной из основных характеристик лёсса является наличие в нем макропор, которые способствуют глубокому проникновению воды в грунт.
По причине низкой водостойкости в связях между частицами, лёсс быстро размокает и дает неравномерные осадки. Таким образом, если здание возводится на лёссовом основании, необходимо оберегать грунт от промокания.
Насыпные грунты
Такие грунты формируются, как правило, искусственным путем, например, при засыпке оврагов, прудов, подготовки под фундаменты и т. д. Для насыпных грунтов характерно неравномерное сжатие, поэтому в качестве естественных оснований они практически не используются, за исключением рефулированных насыпных грунтов, то есть грунтов, образованных путем перекачки разжиженного грунта по трубопроводу землесосом (рефулкром).
После отсыпки территории будущего строения насыпные грунты уплотняются. Кроме того, насыпные грунты также применяются в местах где присутствует болотистая местность для для дальнейшего укрепления.
Плывуны
Плывуны представляют собой разновидность супесей и других мелкозернистых грунтов имеющих нестабильное, подвижное состояние. При разжижении плывуны становятся особенно подвижными и могут практически превращаются в жидкость. Плывуны малопригодны в качестве основания, однако современные методы строительства располагают технологиями борьбы с негативными свойствами плывунов.
Виды грунтов и их пригодность для строительства фундамента
| Вид грунта | Характеристики | Пригодность для фундамента | Особенности |
|---|---|---|---|
| Скальные грунты | Плотные, водоустойчивые, несжимаемые, отсутствуют пустоты и трещины | Наиболее пригодны | Обеспечивают стабильную несущую способность и минимальную осадку |
| Песчаные грунты | Частицы 0,1–2 мм, делятся на крупные, средние, мелкие, пылеватые; высокая водонепроницаемость | Хорошо подходят при равномерной плотности | Не должны подвергаться воздействию грунтовых вод; требуется дренаж |
| Суглинки и супеси | Смесь песка, глины и пылеватых частиц, 30% глины | Подходят для легких зданий при правильной подготовке | Требуется контроль влажности и уплотнение |
| Глинистые грунты | Мелкие частицы ≤0,005 мм, высокая капиллярность, подвержены вспучиванию | Проблемные | Медленно осаждаются, требуют укрепления или замены |
| Грунты с органическими примесями | Торф, ил, болотный торф, рыхлый растительный грунт | Не пригодны | Сильная неравномерная осадка, плодородные, применяются только для сельского хозяйства |
| Крупноблочные грунты | Осколки скальных пород >2 мм, плотный слой | Подходят при плотной залегании и отсутствии размывающей влаги | Можно использовать как основание или для производства щебня |
| Лёсс | Тонкозернистый, пористый, пылеватые частицы, низкая водостойкость | Проблемные | Подвержен размоканию и неравномерной осадке; требует защиты от влаги |
| Насыпные грунты | Искусственно созданные, неравномерно уплотненные | Используются с подготовкой | Неравномерное сжатие, требуется уплотнение и стабилизация |
| Плывуны | Мелкозернистые, нестабильные, подвижные при разжижении | Не пригодны | Современные технологии могут частично компенсировать подвижность |
Наиболее надежным основанием для фундамента являются скальные, плотные песчаные и крупноблочные грунты (зеленая подсветка), обеспечивающие стабильную несущую способность и минимальную осадку.
Суглинки, супеси и насыпные грунты (желтая подсветка) применимы при условии подготовки основания, контроля влажности и уплотнения.
Глинистые грунты, лёсс, плывуны и грунты с органическими примесями (красная подсветка) считаются проблемными и требуют специальных инженерных решений или замены основания.
