Что такое суглинок? Глинистые почвы классифицируются исходя из содержания в них глинистых частиц. Их систематизируют на глину, супеси, суглинки и прочее. Суглинок — разновидность глинистой почвы, состоящий на треть из глинистого содержимого, состоящую из небольших частиц в форме пластинок. Остальное это песок и другие примеси. Окрас может иметь самый разный — серый, красно-бурый, жёлтый. Суглинок имеет различные разновидности. Описание и свойства суглинка Частицы глины водонепроницаемы, но их поры активно впитывают и удерживают воду. По соотношению объёма почвы и количества пор на неё — пористость глинистой почвы считается сравнительно большой. Почвенный грунт (суглинок), поглотив воду, уже не отдаёт её обратно, даже полностью высыхая. Замерзая, вода кристаллизуется в лёд. Расширяясь, он соответственно увеличивает объём почвы. Чем более глины содержится в почве, тем более проявлено это физическое свойство. Размер пор суглинка позволяет воде находящейся в них, связывать между собой глинистые частицы, за счёт капиллярного притяжения. Это позволяет почве сохранять пластичность. Поэтому чем более в суглинке количества глины, тем более он пластичен. Обычно суглинки обладают высокой пластичностью, за счёт небольшого содержания песка. Суглинок по содержанию влаги значительно превосходит супеси. Это обуславливает высокий пористый коэффициент суглинка, гораздо больше, тот же коэффициент супеси. Чем больше влажность грунта, тем больше страдают его несущие характеристики, вода суглинка придаёт ему крайне нежелательные свойства. Грунт становится всё более ненадёжным, по мере приближения к грунтовым водам. Отсюда естественный вывод — чем выше к поверхности земли находятся грунтовые воды, тем меньше подходит участок, представленный преимущественно, суглинком, для строительства. Пористость суглинка зависит, в частности, от глубины вымерзания грунта. В поверхностных слоях, вода, расширяясь, образует дополнительные поры, чего не скажешь о более низких прослойках, где замерзания не происходит. Эти слои более плотные, почти несжимаемые. Отсюда следует, что чем выше залегает пласт, тем выше его пористость. Глубина вымерзания в северных странах, порой превышает 2-х метровую отметку, но в среднем это 1-1,5 м. Несущие характеристики пластов, находящихся ниже глубины замерзания, как минимум в три раза превышают те же свойства верхних. В любом случае просадки глинистого грунта под фундаментом не избежать — главное чтобы она не превышала допустимой нормы. Да и для прессования суглинка под весом конструкции требуется определённое время — минимум несколько лет, к тому же это зависит от количества выпавших за это время осадков. Чем более пористый грунт, тем быстрее это произойдёт. Поэтому лучше перед тем как начинать возводить фундамент на суглинке, следует как следует уплотнить верхний слой почвы. Да и в любом случае технология выполнения фундамента, особенно, ленточного, подразумевает насыпку их гравия и щебня в его основание, что заметно снижает риск недопустимой просадки почвы. Суглинок обладает наибольшими несущими свойствами, по мере глубины залегания почвенного пласта. Чем ниже располагается пласт, тем выше плотность суглинка. Всё это должно учитываться при строительстве на суглинистых грунтах. А значит, верхний пласт должен быть однородным по составу, а грунтовые воды должны находиться на значимой глубине, в противном случае аварийного проседания почвы под фундаментом, не избежать. При строительстве на влажных и неустойчивых грунтах, применяются специальные сваи, подкладываемые под фундамент, но это уже другая тема. Классификация суглинков довольно разнообразна. Это лёгкий суглинок, содержащий до трети глинистой составляющей, средний суглинок содержащий более трети глины, и суглинок тяжёлый, где глина может составлять половину всего объёма. Помимо этого суглинки разделяются по своему происхождению. Валунные суглинки — представлены горными валунами, различного размера. Преимущественно состоят из валунов небольшого размера. Лёссовидные суглинки — породы рыхлой консистенции, схожие с одноимённым лёссом. Покровные суглинки — присущи приледниковым зонам, и породам, образовавшимся во времена древнего обледенения. Применение суглинка Суглинок, характеристика которого позволяет использовать его в самых различных областях, применяется при прокладке дорого, строительстве, производстве кровельной черепицы и кирпича, плитки из керамики, изготовлении строительных растворов и портландцемента. При строительстве на суглинке и схожих по свойствам с ним пластами необходимо понимать, что дело это непростое и требует особых знаний в этой области. Раньше при возведении построек с подвалами, на мокрых почвах, использовали суглинок и глину как изоляционный материал, не пропускающий воду. По старинной технологии на стены наносился водонепроницаемый слой из смеси глины, суглинка и ещё некоторых примесей. И подвальные помещения, даже на так называемых плавающих грунтах, оставались сухими! К сожалению, в наше время эти уникальные технологии утеряны, и порой на даже относительно сухом грунте в подвальных помещениях многих сооружений крайне сыро. Помимо строительства и производства, суглинок широко применяется в сельском хозяйстве. Он идёт на изготовление искусственных растительных грунтов. Месторождения и добыча суглинка Примечательно что из одного и того же карьера, одновременно добывается глина, суглинок и прочие родственные им породы. Они располагаются слоями — по порядку идёт простая земля, суглинок, глины и т.д. Разработке месторождения предшествует разведка залегания пород, установление их характеристик, и объём запасов. Потом счищается непригодные слои вместе с поверхностной растительностью. Добычу грунта, как правило, производят открытым способом, с карьера, с помощью экскаваторов. Далее он транспортируется прямиком на перерабатывающее предприятие, которое не редко расположено вблизи места его разработки. Осуществляется это любым видом транспортировки, начиная от железной и обычной дороги, и заканчивая прямым конвейером, например, в виде канатной дороги, на которую подвешиваются контейнера с грунтом. Эта область, как и многие прочие, давно полностью автоматизирована. Следующим этапом переработки является измельчение фракции, её просев и смешивание с различными реактивами для дальнейшего применения в промышленности. Важно максимально провести разработку месторождения, использовать весь полезный объём сырья, не смешав качественные слои с невостребованным грунтом, не допустить затопления грунтовыми водами, обвалов и т.п. Во время извлечения суглинистых почв, каждый слой разрабатывается в отдельном порядке, потому — что во многих случаях они имеют разные свойства и идут на разные цели в производстве. На даны момент в мире в больших объёмах добывают глинистые грунты, в частности, суглинки большинство стран. Из них стоит отметить Россию (Урал, Сибирь), Украину (Донецк), Грузию, Казахстан, Туркмению, а также Беларусь. Глинистые почвы крайне распространены, и в буквальном смысле находятся под ногами. tvoi-uvelirr.ru Глинистые грунты нередко относят к хорошим, прочным грунтам, в результате чего возникает вопрос, как можно сэкономить на фундаменте, если на строительном участке залегают глины. На самом деле хорошая, прочная глина близко к поверхности встречается редко в отличие от широко распространенных супесей и суглинков. О том, как понять что за грунт на участке, и какой фундамент лучше на глинистой почве, мы и поговорим в этой статье.Что такое суглинок? Свойства суглинка. Применение суглинка. Суглинок текучепластичный
Что такое суглинок? Свойства суглинка. Применение суглинка
Какой фундамент лучше на глинистой почве, как понять что за грунт на участке?
Глинистые грунты относят к связным грунтам, песчаные – к несвязным. Связность – это способность грунта не рассыпаться как во влажном, так и в сухом состоянии. В зависимости от гранулометрического состава, связные грунты подразделяют на:
Для строительства фундамента лучше всего глины, хуже всего – лёссы. Причем эти грунты далеко не всегда пребывают в «чистом» состоянии. Например, широко распространены лессовидные суглинки.
Крайне важным параметром, сильно влияющим на несущую способность связных грунтов, является показатель консистенции. Он зависит от водонасыщения и измеряется в долях единицы. Чем ниже значение, тем тверже (суше) грунт.
Показатели консистенции связных грунтов.
Распознать тип глинистого грунта легко исходя из его главной характеристики – связности. Нужно увлажнить грунт до состояния, наиболее близкого к пластилину. Если при попытке раскатать пальцами жгут («колбаску») концы не обсыпаются, это глина или суглинок. Эти два грунта похожи, различать их между собой нет необходимости. Оставшиеся два (супесь и лёсс) также несложно различить между собой. Если образец с ненарушенной структурой в сухом состоянии легко крошится пальцами – это супесь. Лёссы скреплены легко растворимыми в воде солями и в сухом состоянии имеют прочность, характеризуемую выражением «лопата не берет».
Твердые и полутвердые суглинки и глины являются прекрасным строительным основанием. Оно стабильное, прочное. Позволяет выполнять все виды земляных работ. На этих грунтах целесообразно применение столбчатых фундаментов для каркасных строений и ленточных для стеновых. Для частного строительства применение фундаментных плит или свай сомнительно.
Столбчатые фундаменты под каркасное здание.
Ленточный фундамент.
Для этого вида грунтов применяются фундаменты всех видов, от лент и плит, до свай. Для мягкопластичной консистенции редко показано применение отдельно стоящих столбчатых фундаментов. В частном строительстве предпочтение следует отдавать ленточным фундаментам достаточной ширины, утепленным плитам мелкого заглубления, винтовым или буронабивным сваям небольшой длины.
Связные грунты пластичной и особенно текучепластичной консистенции накладывают ряд ограничений на производство работ. Откосы котлованов (траншей) не устойчивы, склонны к «оплыванию». Сильно затруднено устройство такого типа фундамента, как буронабивные сваи. После бурения скважин они быстро «заиливаются», стенки оседают. На таких грунтах целесообразно применение утепленных фундаментов мелкого заложения (например, утепленная шведская плита), буронабивные сваи в обсадных трубах, буроинъекционные и винтовые сваи. Последние получили широкое распространение в частном строительстве вследствие невысокой стоимости и простоте монтажа.
Схема устройство мелкозаглубленной утепленной фундаментной плиты.
Схема устройства буронабивных свай в обсадных трубах.
Варианты устройства ростверков поверх винтовых свай.
Ещё одним опасным свойством водонасыщенных связных грунтов является морозное пучение. Оно чаще всего проявляется в мелкодисперсных (связных) грунтах при достаточном количестве воды. Таким образом, мягко и текучепластичные глинистые и суглинистые грунты особенно часто подвержены силам морозного пучения. Мероприятия по противодействию этому фактору делят на две категории: заглубление фундамента не менее глубины промерзания (зависит от климатического района строительства) и утепление цокольной части здания (включая отмостку).
Строительство на текучих грунтах не рекомендуется.
Самым опасным видом связных грунтов является лёсс и лёссовидные суглинки. Это высокопористый грунт, имеющий в сухом состоянии высокую несущую способность. Но при попадании воды он очень быстро размокает, превращается «в кашу», сильно теряет несущую способность и самоуплотняется. Последнее свойство называется просадочностью. Лессовидные грунты делят на 1-ый и 2-ой тип по просадочности. Первый дает самостоятельную усадку под собственным весом при замачивании на величину не более 5см на каждый метр толщи грунта, второй – более 5см.
Для просадочных грунтов рекомендуется применение уширенных фундаментов мелкого заложения (широких фундаментных лент, сплошных плит с армированными монолитными цокольными частями стен) а также сваи, проходящие насквозь просадочную толщу и заведенные в прочные грунты.
К важным мероприятиям при наличии просадочности относят устройство водонепроницаемой отмостки с шириной не менее 1,5м для 1-го и 2,0м для 2-го типа просадочности. Водонесущие коммуникации в местах подпольной прокладки, а также прохождения сквозь цокольную часть должны быть заключены в водонепроницаемые гильзы или лотки.
rems-info.ru
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
Москва - 2005
Справочное пособие для обработки материалов инженерно-геологических изысканий. - М: ДАР\ВОДГЕО, 2005. - 94 с. «Справочное пособие» является, по сути, третьим, переработанным, расширенным и дополненным изданием «Технологических карт для обработки материалов инженерно-геологических изысканий» и составлено как методическое справочное пособие, предназначенное для камеральной обработки материалов инженерно-геологических изысканий, предварительной оценки физико-механических свойств грунтов, обоснования программы работ и ориентировочной стоимости инженерно-геологических изысканий. «Справочное пособие» разработано на основе современных нормативных документов (СНиПы, ГОСТы, инструкции и другие материалы) по проектированию оснований зданий и сооружений, инженерной геологии, грунтоведению и гидрогеологии. Обобщены и систематизированы результаты лабораторных и полевых исследований различных видов грунтов по данным институтов Гипроречтранс, Гидропроект, ФГУП НИИ ВОДГЕО и других организаций. Приведены таблицы, графики и номограммы по определению прочностных и деформационных характеристик грунтов и по обработке полевых испытаний грунтов методом динамического и статического зондирования Даны рекомендации по определению коэффициента фильтрации, расчетного уровня грунтовых вод, агрессивности жидкой среды по отношению к бетону и металлам. Для практикующих инженеров-геологов, молодых специалистов, работников проектно-изыскательских, научно-исследовательских и природоохранных организаций. «Справочное пособие» составлено в ФГУП НИИ ВОДГЕО Симончиком С.Г. под научным руководством д.т.н., профессора Н.П. Куранова. Научный редактор Хохлатов Э.М.
СОДЕРЖАНИЕ В 1983 г. Институтом Гипроречтранс было выпущено второе издание «Технологических карт для обработки материалов инженерно-геологических изысканий», предназначенных для камеральной обработки материалов инженерно-геологических изысканий, составленное главными специалистами отдела изысканий Г.В. Симончиком и В.Д. Поройковым, а также при участии Т.А. Поройковой и С.Г. Симончика. Двадцатилетний опыт использования Технологических карт, в которых реализована идея сведения в единый сборник всех основных пунктов действовавших на то время СНиПов, ГОСТов, инструкций и других нормативных документов по проектированию оснований зданий и сооружений, инженерной геологии, грунтоведению и гидрогеологии, доказал несомненную ценность как для практикующих геологов, так и для молодых специалистов. Большой интерес представляют материалы инженерно-геологических изысканий института Гипроречтранс и других организаций, обобщенные и систематизированные результаты лабораторных и полевых исследований многих видов грунтов. Вместе с тем, за истекшее двадцатилетие практически все нормативные документы подверглись переработке, корректировке и изменению индексации. Многие, появившиеся позднее документы, не вошли во второе издание В связи с этим институт ВОДГЕО подготовил «Справочное пособие», которое является третьим, переработанным, расширенным и дополненным изданием «Технологических карт», в котором не только учтены все изменения, но и увеличено количество статей, приведены результаты инженерно-геологических изысканий ДАР\ВОДГЕО последнего времени. Следует отметить, что некоторые номограммы, графический и табличный материалы, приведенные во 2-ом издании и не вошедшие в последние редакции нормативных документов (СНиПы, ГОСТы и т.д.), оставлены в настоящем издании, поскольку они не противоречат новым нормам и удобны для предварительной оценки инженерно-геологических свойств грунтов. 1.1. Общие сведенияОсновные характеристики физико-механических свойств грунтов ρ - плотность грунтов (г/см3, т/м3) [γоб.]* * В квадратных скобках указаны обозначения, применявшиеся ранее. ρd - плотность в сухом состоянии (г/см3, т/м3) [γск] ρs - плотность частиц грунта (г/см3, т/м3) [γs] ρw - плотность воды (г/см3, г/м3) n - пористость, % e - коэффициент пористости, д.ед. w - влажность природная [W], % wp - влажность на границе пластичности (раскатывания), % wL - влажность на границе текучести, % weq - конечная (установившаяся) влажность, % wsat - влажность, соответствующая полному водонасыщению (полная влагоемкость) [W0], % wsl - начальная просадочная влажность, % wsw - влажность набухания, % wsh - влажность на пределе усадки, % Sr - степень влажности (коэффициент водонасыщения) [G], д.ед. IL - показатель текучести (консистенции) [В], д.ед. γ - удельный вес = ρg, кН/м3 γsb - удельный вес с учетом взвешивающего действия воды, г/см3, т/м3 psl - начальное просадочное давление, МПа, (кПа) psw - давление набухания, МПа, (кПа) εsl - относительная просадочность, д.ед. εsw - относительное набухание, д.ед. εsh - относительная линейная осадка, д.ед. Iom - относительное содержание органического вещества, д.ед. Dρd - степень разложения органического вещества, % c - удельное сцепление, кПа, Па, МПа φ - угол внутреннего трения, град. E - модуль деформации, МПа ε - коэффициент бокового давления, д.ед. v - коэффициент Пуассона, д.ед. R0 - расчетное сопротивление грунта, МПа, кПа Rc - предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов, МПа, кПа Id - степень плотности песков, д.ед. Cu - степень неоднородности зернового состава [v] u - Коэффициент уплотняемости песков g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2) Формулы для расчета характеристик грунтов
Плотность грунта, взвешенного в воде, Примечание. Для упрощения в некоторых формулах не проставлена ρw ≈ 1 г/см3 (плотность воды), что надо учитывать при определении размерности. Общая инженерно-геологическая классификация пород и почв (грунтов)
1.2. Песчаные грунтыСтепень плотности песков [18] 0 < Id < 0,33 - слабоуплотненный, 0,33 < Id < 0,66 - среднеуплотненный; 0,66 < Id < 1,0 - сильноуплотненный. Коэффициент уплотняемости изменяется от 0 до 1; чем больше U, тем плотнее грунт. Определение степени неоднородности песчаных грунтов [16] Степень неоднородности зернового состава , где d60 и d10 диаметры частиц, меньше которых в данном грунте содержится соответственно 60 и 10 процентов частиц по весу. При значениях Cu превосходящих 3, к наименованию песка добавляют характеристику «неоднородный». Пример: Среднее и суммарное (для построения кривой) содержание фракций мелкого песка по результатам исследования 12 проб составило:
Строим кривую грансостава в полулогарифмическом масштабе d60 на кривой соответствует 0,2 мм, d10 - 0,05 мм Для нашего примера Таким образом, песок неоднородный, т.к. Cu > 3. Числовые значения показателей плотности ρ, плотности в сухом состоянии ρd, коэффициента пористости е и условного расчетного сопротивления R0 (кгс/см2) песчаных грунтов (плотность частиц 2,66 г/см3) [18] Песок пылеватый
Песок мелкий
Песок средней крупности
|
files.stroyinf.ru
Консистенция JL – отражает физическое состояние гунтов и показывает степень подвижности глинистых частиц в зависимости от влажности этих грунтов.
JL= ( W-Wp) \ (Wi – Wp) По значениям JL с помощью таблиц устанавливают в каком состоянии находится грунт:
супеси: Твердые JL менее 0 Полутвердые JL от 0 до 0.25
Тугопластичные JL от 0.25 до 0.5
Мягкопластичные JL 0.5 до 0.75
Текучепластичные JL от 0.75 до 1.0
Текучие JL более 1.0
глины и суглинки: твердые JL менее 0
пластичные JL от 0 -1.0
текучие JL более 1.0
С инженерно-геологической точки зрения консистенция грунта косвенно связана с его механическими свойствами. Один и тот же грунт в твердой консистенции обладает меньшей сжимаемостью, чем в пластичной.
При влажностях в диапазоне от текучепластичной до мягкопластичной консистенции грунт обладает липкостью и его труднее разрабатывать механизмами. В текучепластичной и текучей консистенции его прочность падает до нуля.
Липкость (г/см) – способность связного грунта при определенной влажности налипать на различные предметы. Липкостью обладают грунты, которые находятся в пластичном состоянии и обуславливаются наличием пленочной воды, а в почва также гидрофильного гумуса. Величина липкости зависит от гранулометрического и химико-минерального состава грунтов, а также от влажности. Наиболее сильно липкость проявляется в глинистых и пылеватых грунтах. Чаще всего это солонцеватые, а также гумусированные грунты. Супеси и пески липкостью не обладают.
Усадка уменьшение объема глинистого грунта при высыхании, это процесс обратный набуханию. Высыхание грунтов может происходить за счет испарения воды и наблюдается часто в откосах оросительных и осушительных каналов, в глинистых и заторфированных грунтах после удаления из нее воды. При усадке грунт растрескивается, теряет монолитность, прочность, в нем появляются трещины, что может повлечь за собой увеличение его водопроницаемости. Поверхность земли опускается и сооружения, стоящие на этом месте, начинают неравномерно деформироваться. Внешнее давление ведет к ускорению процесса усадки и тем самым способствует его развитию. Усадка ведет к переходу глинистого грунта из пластичного состояния в полутвердое и твердое, причем объем грунта уменьшается до определенного предела, после которого остается постоянным. Влажность, соответствующая постоянному объему грунта, называется пределом усадки или
величиной относительной усадки, изучают ее в лаборатории.
Еsh = (hn –hd ) \ hn
hn- высота образца грунта с Wmax
hd-высота после высыхания, определяют влажность грунта на пределе усадки Wmax мощность грунтов , которые подвержены усадке Hsh
Наибольшая величина усадки бывает в глинах, меньше в суглинках. Благодаря усадочному процессу в глинистых грунтах возникают напряжения, которые имеют разное значение в разных точках массива вследствие различия их исходной влажности, составе, структурных связей. Когда разница в этих напряжениях достигает величин, превышающих сопротивление разрыву грунтов, в массиве образуются трещины усадки, которые могут быть глубокими и в ряде случаев, когда мощность слоя глинистых грунтов меньше этой глубины, слой рассекается системой трещин полностью, до подстилающих пород, как например озерно-речные отложения в дельте рек Терека и Сулака
Набухание – свойство глинистых грунтов увеличиваться в объеме при взаимодействии с водой. Вода проникает в грунт по капиллярам, пленки воды утолщаются до уровня Wммв, частицы грунта раздвигаются и расклиниваются и объем грунта возрастает (например минерал монтмориллонит). Набухание обусловлено наличием в грунте гидрофильных минералов, значительным содержанием глинистой фракции, высокой удельной поверхностью. Основными факторами, определяющими величину и характер набухания, является:
1) состав и строение грунтов
2) химический состав и концентрация водного раствора. Чем выше концентрация раствора и чем больше в нем ионов-коагуляторов, тем меньше набухание. Опыты показывают, что большее набухание при равных условиях будет при замачивании пресной водой
3) величина внешнего давления, под которым находится грунт. Внешнее давление препятствует набуханию и может свести его на нет.
Набухание сопровождается увеличением пористости и влажности грунта; при этом консистенция его становится более мягкой (грунт переходит из твердого состояния в полутвердое, тугопластичное и даже пластичное)
Набухание - процесс, обратный усадке; он приводит к ослаблению внутренних связей в грунте, уменьшению его прочности, увеличению сжимаемости, уменьшению водопроницаемости. Набухание происходит тем легче, чем слабее связи между частицами, но если прочность структурных связей равна или больше давления набухания, которое развивается в результате расклинивающего действия воды, то грунт набухать не будет. Давление набухания развивается в глинистом грунте как реакция внешней нагрузке, передаваемой на грунт от сооружения или веса вышележащей толщи грунта и приводит к деформациям этих сооружений вследствие неравномерного поднятия разных участков фундамента т.е. давление набухания превышает давление от сооружения.
Однако, способность глинистых грунтов поглощать воду не беспредельна и характеризуется определенной величиной влажности, которая называется влажностью набухания Wsw. Влажность набухания соответствует такому состоянию грунта, при котором прекращается процесс поглощения жидкости. Величина набухания будет тем больше, чем больше разница между начальной влажностью и влажностью набухания т.е. чем суше исходный глинистый грунт, тем выше его набухание . Отсюда вывод: если природная влажность грунта равна или больше влажности набухания, то грунт набухать не будет. Способностью набухать обладают многие глины, тяжелые суглинки и лессовидные суглинки Украины.
Способность грунтов к набуханию определяется в лаборатории, устанавливается величина относительного набухания:
Esw= ( hн - h) / h h-начальная высота образца
Esw менее 0.04 грунт набухающий hн- высота после набухания
0.04 до 0.08 слабонабухающий
0.09 до 0.12 средненабухающим
более 0.12 сильнонабухающим
При строительстве на набухающих основаниях применяют следующие мероприятия:
Водозащита вокруг зданий и сооружений для предотвращения проникновения в основания атмосферных и технических вод; надземные водонесущие коммуникации помещают в специальные каналы.
Устранение свойств набухания в пределах всей толщи путем предпостроечного замачивания. Для промачивания грунтов используют дренирующие скважины. Грунт провоцируется на набухание и в таком виде должен находиться весь период эксплуатации объекта. Но при этом понижаются прочностные и деформационные характеристики. В связи с этим рекомендуется строить объекты с небольшими нагрузками.
Устройство компенсирующих подушек под всем сооружением из слоя уплотненного грунта. (песка, суглинка, глины) Это позволяет уменьшать до допустимого предела величину давления набухания.
Размокание называют способность глинистых грунтов в соприкосновении со стоячей водой терять связанность и разрушаться- превращаться в рыхлую массу с частичной или полной потерей несущей способности. Скорость размокания породы определяет степень ее устойчивости под водой. Глинистые породы размокают медленнее, чем песчаные. Наличие в породе гумуса и карбонатов замедляет размокание. Подвержены к быстрому размоканию лессы и лессовидные суглинки, солонцы, пылеватые грунты. Многие грунты перед размоканием предварительно набухают, после чего теряют сплошность, превращаясь в бесструктурную массу. Некоторые грунты при размокании растрескиваются и расслаиваются на отдельные чешуйки.
Плотные суглинки и четвертичные, а особенно древние глины, не размокающие в стоячей воде, разрушаются при длительном воздействии текучей воды, т.е. размываются. Размываемость пород со слабыми структурными связями обуславливается сопротивлением их размоканию.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.
Свойства, проявляющиеся в грунтах под влиянием приложения к ним внешних усилий и приводящие либо к изменению объема грунта, либо к нарушению его прочности и плотности, носят название механических. Они подразделяются на деформационные, прочностные и реологические.
studfiles.net
Как правило, слабым звеном в основании дома является грунт, на который опирается фундамент. Конструкция и размеры фундамента зависят прежде всего от свойств грунта, залегающего под фундаментом.
При взаимодействии фундамента с грунтом решаются две основные задачи:
При выборе конструкции фундамента производится проверка соответствия несущей способности грунта конструкции фундамента. Предельно-допустимое сопротивление грунта основания должно быть выше нагрузки на него от веса здания.
На способность грунтов «держать» фундамент оказывают влияние целый ряд факторов, но основными являются следующие:
Грунты делятся на песчаные и глинистые.
В свою очередь, песчаные грунты по зерновому (гранулометрическому) составу подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Песок сыпучий, так как имеет малое сцепление между частицами. Несущая способность песка в основном обусловлена наличием трения между частицами. Несущая способность песчаного грунта увеличивается с ростом крупности песка и плотности песчаного грунта. По этому показателю выделяются три группы песка: плотные, средней плотности и рыхлые.
Среди глинистых грунтов существуют разновидности: собственно глины, суглинки и супеси. В указанной последовательности, в составе грунтов уменьшается содержание глинистых, пылеватых частиц и увеличивается количество песчаных частиц.
Глинистые грунты характеризуются числом пластичности — Jp>0,01.
Прочность глинистых грунтов обусловлена в основном наличием сил сцепления между частицами таких грунтов. Чем больше глинистых частиц в грунте и плотность грунта, тем больше силы сцепления и несущая способность грунта. Но, в глинистых грунтах силы сцепления между частицами уменьшаются с увеличением влажности грунта. Его влажностное состояние обуславливает консистенцию грунта. При прочих равных условиях с ростом консистенции (влажности) прочность грунтов убывает.
По консистенции глины и суглинки подразделяются на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.
Супеси подразделяются на твердые, пластичные и текучие.
Для определения несущей способности грунта проводят лабораторные испытания образцов, отобранных на площадке строительства, и определяют физические характеристики грунта — вид и гранулометрический состав грунта, плотность, коэффициенты пористости, показатели текучести и пластичности.
Очень большую роль играет содержание воды в грунте. Способность грунтов удерживать влагу зависит от типа и разновидности грунта, его плотности или пористости. Влажность грунта меняется по сезонам в течение года.
Некоторые типы грунтов в условиях повышенной влажности становятся очень сложным вариантом в качестве основания. Например, пылеватые пески и супеси, могут содержать в большом количестве очень мелкие глинистые частицы. Вследствие наличия этих мелких частиц такие грунты активно вбирают и слабо отдают воду. Насыщенные водой, эти мелкие частицы начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Уже при небольшом движении жидкости в пласте они переходят в плывунное состояние и легко перемещаются с водой. Фундамент может начать «тонуть» в таком грунте или «уплывать» — смещаться в сторону.
Любой грунт при увлажнении проседает и уплотняется.
В процессе своего существования грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется до состояния «дальше некуда». Ничто не меняет это состояние в течение многих и многих десятков и сотен лет.
В то же время грунт, находящийся выше глубины промерзания, постоянно насыщается влагой и при сезонном промораживании увеличивается в объеме. Влага, находящаяся в порах, увеличивает объем этих пор на 10%.
Таким образом, скелет грунта, находящегося выше границы промерзания, ежегодно «встряхивается», становясь более пористым.
Например, глинистый грунт, находящийся ниже глубины промерзания, обладает минимальной пористостью и максимальной прочностью, а вот тот же грунт, находящийся выше точки промерзания, который и служит основанием для мелкозаглубленных фундаментов, обладает крайне высокой пористостью.
С высокой долей вероятности, супеси и глинистые грунты для мелкозаглублённого фундамента можно считать рыхлыми.
Часто спрашивают: «Зачем проводить испытания грунта? Достаточно запроектировать фундамент для грунта с наихудшей несущей способностью».
Действительно, многие проектные организации предлагают готовые проекты домов с плитным фундаментом, расчитанным на наихудшие грунтовые условия строительства. Но, из опыта проектирования и строительства известно, что чем большая информация имеется по грунтовым условиям застраиваемой площадки, тем меньшие затраты требуются на устройство фундаментов.
Выгоднее произвести незначительные затраты на испытания грунтов, отобранных застройщиком из шурфов, и подобрать фундамент по конкретным данным, чем без всяких обоснований использовать мощный, но дорогой, фундамент.
Особенно ощутима эта выгода при строительстве двух- и трёхэтажных зданий со стенами из кирпича и бетона с железобетонными перекрытиями.
Для более легких зданий можно выбрать фундамент, основываясь на ориентировочных данных о грунте, собранных самим застройщиком.
При проектировании фундамента обязательно следует рассмотреть возможность улучшения пригодности грунта для опирания на него фундамента. Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент.
При слабых и пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.
Вот краткий перечень мероприятий, которыми можно добиться улучшения характеристик грунта основания.
На слабых грунтах:
Устраиваемые под фундаментами песчаные подушки выполняют три функции:
1. Повышают несущую способность основания, что позволяет уменьшить ширину фундамента и, как следствие расход бетона на его устройство;
2. Заменяют часть пучинистого грунта на непучинистый, что приводит к уменьшению деформаций пучения основания;
3. Уменьшают переувлажнение грунта при его оттаивании в весенний период, которое оказывает большое влияние на осадки фундаментов;
Толщина подушки должна обеспечивать необходимую несущую способность подстилающего ее слабого грунта, а также ограничить абсолютные и относительные деформации пучения до допустимых пределов, регламентированных нормами.
О влиянии морозного пучения грунтов на фундамент читайте в статье:
Следующая статья:
Предыдущая статья:
domekonom.su
Суглинок – это тип грунта с повышенным процентом содержания глины. В зависимости от состава он подразделяется на несколько разновидностей. Плодородность таких почв довольно высока. Но существуют некоторые особенности строительства на грунте суглинок. Его качества могут повлиять на прочность фундамента будущего жилища. А чтобы избежать негативных последствий, нужно предварительно провести тщательный анализ земель.
Существует множество видов грунта. К ним относят чистый песок или глину, обработка которых, как правило, вызывает множество затруднений у садоводов. Песчаная горная порода супесь также нуждается в улучшении: ее тщательно удобряют, прежде чем осуществить посадки. Но она активно используется в строительстве, особенно при возведении дорожного покрытия.
Для инженерных работ идеально подходят скальные грунты. Однако они встречаются довольно редко. Что касается суглинка, это нескальная разновидность грунта. За высокое содержание глины его еще называют связанным. Также хорошо подходит для возведения монументальных сооружений и небольших строений. Однако фундамент этих зданий может быть подвержен разрушению из-за повышенного содержания влаги. Потому необходимо в точности изучить состав суглинка и определить дальнейший порядок действий по строительству.
Большое число территорий Российской Федерации расположено именно на суглинистой почве. Суглинок бывает трех типов. Их выделяют в зависимости от соотношения присутствующих в составе песка и глины. Легкий – более рассыпчатый и менее плотный, скатывается с трудом. Его коэффициент пластичности не выше двенадцати. В тяжелом суглинке песка меньше, присутствуют крупные комки глины. Существует и промежуточный вариант между названными двумя. В этом случае почву получается скатать в небольшой шнур. Но из-за низкого содержания влаги он скоро развалится.
По иной классификации выделяют суглинок сухой и влажный. В пылеватом процент частиц песка не достигает сорока. В этом его отличие от песчанистого. Плотность суглинка зависит от общей влажности и варьируется от 1,8 до 2,1 тонны на кубический метр.
Существует несколько способов определения состава почвы. Наиболее простой заключается в зрительном осмотре и взятии небольшого количества земли в руки. Определяется степень рассыпчатости, делаются попытки скатать грунт в комок или шнур. Обращается внимание на вязкость, слипаемость, наличие в смеси мелких частичек, пыли. Повышенное содержание влаги и глины приведет к тому, что при заморозках состояние почвы будет меняться. А так как зимы на территории Центральной Европы могут быть холодными и продолжительными, нужно постараться возвести фундамент здания с учетом возможных угроз и по всем правилам строительства.
Еще один хороший способ узнать консистенцию суглинка – это поместить небольшое его количество в емкость с водой. Желательно, чтобы сосуд был прозрачным. Жидкость тщательно размешивается. Через некоторое время (не ранее, чем через 15 минут) можно понаблюдать за образовавшимся осадком. На дне емкости останутся частицы песка, на поверхность же всплывет глина. По примерному количеству веществ на глаз определяют общий состав грунта.
Если необходимы точные данные, то можно воспользоваться услугами специальных химических лабораторий.
Желательно осуществлять проверку земельного участка в весеннее время года. Именно тогда уровень грунтовых вод становится выше и ближе к поверхности. В некоторых случаях территория затопляется, что говорит о неблагоприятной местности. Возможно, вблизи находится болото или крупный водоем, а значит, уровень воды будет подниматься ежегодно и разрушающе действовать на фундамент.
На участке под застройку выбирают наиболее ровное и сухое место. С разных сторон следует пробурить несколько скважин. Это поможет более подробно изучить грунт, его равномерность и влажность. После исследования приступают к планированию застройки. Способы возведения зависят от финансовых возможностей собственников, их пожеланий и состояния земли.
Определившись с проектом строения, приступают к закладке основы. В отдельных случаях перед возведением фундамента на суглинке почву под ним покрывают небольшим слоем влажного песка. Это защитит бетонные плиты от серьезной деформации при заморозках. Фундамент закладывают на большую глубину. Для этого нужно знать, какова высота промерзания почвы зимой в данной местности. Если плита будет располагаться глубже, то не поддастся смещению. Также важно избегать грунтовых вод под зданием.
Когда все материалы готовы к строительству, осуществляется разметка и подготовка участка. Удаляется слой растительности, площадь тщательно выравнивается. Следующий этап – установка столбов на некотором расстоянии от будущего дома. К ним прикрепляются размерные доски. Все размеры должны быть указаны четко и строго в соответствии с проектом. При высокой влажности следует обязательно делать дренаж. Способ заключается в установке траншей (труб) вблизи фундамента, куда будет стекать лишняя вода.
Есть еще один вариант, как избежать последствий строительства на суглинистой почве. Это так называемый «плавающий фундамент». Он состоит из максимально прочной цельной плиты. Используют также другой тип конструкции – решетку. Под них укладывают толстый слой песка или щебня. В итоге после заморозков грунт начинает подниматься, а вместе с ним приподнимается основание здания. Эта деформация неощутима, а крепкие толстые бетонные плиты не ломаются и не трескаются. Единственный недостаток такого способа в том, что на возведение потребуется довольно много времени и терпения.
Чтобы не опасаться в дальнейшем за свое жилище, можно воспользоваться технологией ТИСЭ. Ее любят за невысокую стоимость и возможность поставить фундамент на абсолютно любой почве. На большую глубину прорываются скважины, а в них устанавливают опоры. Важно произвести армирование системы. Тогда конструкция будет максимально прочной и способна выдержать на себе любое строение. Этот вариант идеально подходит для местности с грунтовыми водами у поверхности.
Суглинок - это не только грунт, на котором можно построить дом, но и используемый для посадки растений. В данном случае можно использовать органические удобрения либо добавлять песок. Если содержание глины повышено, то не следует примешивать землю: она лишь добавит влажности и клейкости. Нужно стараться чаще разрыхлять места посадок. Садоводы даже делают некоторые защитные конструкции против «утаптывания» почвы. Это могут быть деревянные доски, битый кирпич, остатки срезанных растений.
Грядки должны быть приподняты на десяток сантиметров, так как после дождей могут образоваться глубокие лужи, которые долго не высыхают. Во избежание проблемы добавляют также песок и навоз. Излишки песка на грядке также не рекомендуются: это нанесет вред растительности.
Избежать ошибок при строительстве поможет тщательное исследование грунта и выбор типа фундамента. Наиболее распространен ленточный, но применение его на суглинистых почвах должно осуществляться с осторожностью. Важно учесть уровень, до которого земля может промерзнуть. Фундамент должен располагаться на несколько десятков сантиметром ниже. Иначе через несколько лет, после смены сезонов по бетонным плитам пойдут трещины. Такой дом будет непригоден и даже опасен для жилья. Зачастую ремонт такого строения невозможен.
www.syl.ru
Глава из книги "Малозаглубленный ленточный фундамент"
Пучинистость грунтов, вызывания способностью грунта удерживать воду в своей структуре, является серьезным врагом ленточных фундаментов. Особенно критична неравномерная пучинистость подлежащих грунтов, приводящая к неравномерным нагрузкам на фундамент. Чаще всего неравномерная пучинистость грунтов может быть вызвана наличием разнородных подлежащих грунтов под малозаглубленным ленточным фундаментом. Также неравномерная пучинистость может быть вызвана неравномерным прогревом почвы от солнца, разницей в утеплении грунта (в том числе при неравномерном укрытии грунта рядом с домом снегом), наличием отапливаемых и неотапливаемых помещений на одном фундаменте. Кроме глинистых грунтов, к пучинистым грунтам относятся пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу сезона промерзания влажность выше определенного уровня.
Перечень пучинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 приведен в таблице:
Таблица. Пучинистость грунтов.
Практически непучинистые грунты < 1% |
Твердые глинистые грунты, мало водонасыщенные гравелистые, крупные и средние пески, мелкие и пылеватые пески, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм. Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 % |
Слабопучинистые грунты <1-3,5 % |
Полутвердые глинистые грунты, средне водонасыщенные пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе |
Среднепучинистые грунты < 3,5-7 % |
Тугопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески. Крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе |
Сильнопучинистые и чрезмернопучинистые грунты > 7% |
Мягкопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески. |
Для обзора важнейших свойств грунтов и их пригодности для строительства мы предлагаем обратиться к сводной таблице:
Таблица. Характеристики грунтов (Таблица адаптирована из раздела R406.1 Международного строительного кода для жилых домов International Residential Code - 2006)
Валунный, галечниковый, щебенистый, гравийный, дресвяный. Песок гравелистый и крупный. |
Хорошие |
Незначительный |
Незначительный |
Илистый гравий, илистые пески |
Хорошие |
Средний |
Незначительный |
Глинистый гравий, песчано-глинистая гравийная смесь, глинистые пески |
Средние |
Средний |
Незначительный |
Пылеватый и мелкий песок, мелкий глинистый песок, неорганический ил, глинистый суглинок с умеренной пластичностью |
Средние |
Высокий |
Незначительный |
Низко- и средне пластичные глины, гравелистые глины, илистые глины, песчанистые глины, тощие глины |
Средние |
Средний |
От незначительного к среднему |
Пластичные и жирные глины |
Плохие |
Средний |
Высокий |
Неорганические илистые грунты, мелкие слюдянистые пески |
Плохие |
Высокий |
Высокий |
Органические непластичные илистые грунты, илистая тугопластичная глина |
Плохие |
Средние |
Средние |
Глина и илистая глина средней и высокой пластичности, пластичные илистые грунты, торф, сапропель. |
Неудовлетворительные |
Средние |
Высокие |
Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уровнем грунтовых вод (УГВ). Чем выше стоят грунтовые воды, тем больше будет расширяться грунт при замерзании. Способность удерживать и «подсасывать» воду из нижележащих слоев обеспечивается наличием в структуре грунта капилляр и подсосом ими воды. Грунт при расширении замерзающей водой (льдом) начинает увеличиваться в объеме. Происходит это из-за того, что вода увеличивается в объеме при замерзании на 9-12%. Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Также выше пучинстость у грунтов с плохими дренажными характеристиками. При промерзании грунта сверху (от уровня земли или планировки) еще незамерзшая вода отжимается льдом в нижележащие слои грунта. Если дренажные свойства грунта недостаточные, то вода задерживается и быстро промерзает, вызывая дополнительное расширение грунта. На границе раздела положительных и отрицательных температур могут намораживаться линзы льда, вызывая дополнительных подъем грунта. Чем больше плотность грунта, тем меньше в нем капилляров и пустот (пор) где может задерживаться вода и, следовательно, меньше потенциал расширения при замерзании. Малозаглубленный ленточный фундамент по определению закладывается на глубины сезоннопромерзающего слоя грунта. При замерзании грунта и начале его движения на фундамент начинает действовать сила, вектор которой приложен перпендикулярно к подошве фундамента (при условии, что подошва лежит в горизонте). Под действием этой силы, приложение которой зачастую бывает неравномерным по длине фундамента, фундамент и само здание может подвергаться также неравномерным перемещениям. Кроме давления вверх, пучинистый грунт при замерзании может оказывать давление и по горизонтали, и по касательной к вертикальной плоскости ленты фундамента.
Сила морозного пучения зависит и от величины отрицательных температур и от продолжительности их действия. Максимальное морозное пучение грунта в России приходится на конец февраля –март. Если вы строите ленточный малозаглубленный фундамент на сильнопучинстом грунте, вам придется думать, как снизить воздействие не только касательных составляющих сил морозного пучения, но также и их горизонтальных составляющих. Примерзающий к фундаменту грунт способен не только обеспечить боковое сжатие фундамента, но и его защемление силами бокового сцепления и подъем, что может вызвать деформацию фундамента (особенно критично для сборных ленточных фундамент из блоков). Поэтому, если вы решаетесь строить малозаглубленный ленточный фундамент на сильно- или чрезмернопучинистом грунте, вам лучше выбрать в качестве фундамента жесткую монолитную железобетонную раму, а не сборный ленточный фундамент из блоков. К тому же придется повести ряд мероприятий по снижению силы трения между фундаментом и грунтом, и теплотехнические мероприятия для снижения сил морозного пучения.
Таблица. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м.
Москва |
1,35 |
1,64 |
1,76 |
2,00 |
|
Владимир |
1,44 |
1,75 |
1,87 |
2,12 |
|
Тверь |
1,37 |
1,67 |
1,79 |
2,03 |
|
Калуга, Тула |
1,34 |
1,63 |
1,75 |
1,98 |
|
Рязань |
1,41 |
1,72 |
1,84 |
2,09 |
|
Ярославль |
1,48 |
1,80 |
1,93 |
2,19 |
|
Вологда |
1,50 |
1,82 |
1,95 |
2,21 |
|
Нижний Новгород, Самара |
1,49 |
1,81 |
1,94 |
2,20 |
|
Санкт Петербург. Псков |
1,16 |
1,41 |
1,51 |
1,71 |
|
Новгород |
1,22 |
1,49 |
1,60 |
1,82 |
|
Ижевск, Казань, Ульяновск |
1,70 |
1,76 |
|||
Тобольск, Петропавловск |
2,10 |
2,20 |
|||
Уфа, Оренбург |
1,80 |
1,98 |
|||
Ростов-на- Дону, Астрахань |
0,8 |
0,88 |
|||
Пенза |
1,40 |
1,54 |
|||
Брянск, Орел |
1,00 |
1,10 |
|||
Екатеринбург |
1,80 |
1,98 |
|||
Липецк |
1,20 |
1,32 |
|||
Новосибирск |
2,20 |
2,42 |
|||
Омск |
2,00 |
2,20 |
|||
Сургут |
2,40 |
2,64 |
|||
Тюмень |
1,80 |
1,98 |
Что можно сделать для уменьшения воздействия сил морозного пучения грунта на фундамент:
Самым простым и недорогим способом является горизонтальное утепление грунта вокруг здания (о котором мы поговорим подробно ниже) и вертикальное утепление ленточного фундамента. Кроме снижения теплопотерь дома (от 10 до 20%), утепление пенополистиролом подземной части фундамента играет еще и важную роль в снижении трения между грунтом и фундаментом при пучении и компенсации расширения грунта.
Важную роль в снижении пучинистости грунтов играет правильное дренирование. Для снижения сил морозного пучения требуется как можно сильнее обезводить грунт в непосредственной близости к малозаглубленному ленточному фундаменту. Для этого траншеи для ленточного фундамента выкладываются геотекстилем, после отливки фундамента и выполнения гидроизоляции и утепления фундамента, на дно укладываются дренажные трубы кольцевого дренажа вокруг всего дома, и засыпаются дренажной смесью из песка и керамзита, либо просто песком. Пристеночная дренажная мембрана также помогает отводить воду вглубь – к дренажным трубам. В особо тяжелых грунтовых условиях можно прибегнуть к полной или частичной замене грунта, подлежащего и прилегающего к малозаглубленному ленточному фундаменту.
В отечественной строительной литературе вообще не рассматривается роль крупных лиственных деревьев в подвижках пучинистых грунтов. Между тем лиственные деревья способны серьезно влиять на режим водонасыщения грунтов.
dom.dacha-dom.ru