Целью проведения инженерно-геологических исследований перед началом строительства является определение характеристик и особенностей используемых грунтов, которые станут основой для укладки фундамента здания или сооружения. Для того чтобы упростить эти манипуляции, можно использовать строительную классификацию почвы. Перед началом работ необходимо узнать, какие свойства имеют грунты, а также какие их виды существуют. Об этом и о многом другом мы подробно поговорим в нашей статье.
Разновидности грунтов и их строительная классификация
Если вас интересует классификация грунтов, то необходимо знать о том, что они разнообразны по составу, характеру залегания, а также структуре. Согласно СНиП II-15-74 ч.2, можно выделить почву по классификациям. Таким образом, грунты делятся на скальные и нескальные. Первые обладают жесткими структурными связями, в качестве которых могут выступить цементные и кристаллизационные элементы. Вторая разновидность почв не имеет подобных свойств.
Особенности скальных грунтов
О чем нам может рассказать классификация грунтов? Всестороннее изучение этого раздела поможет сделать правильный выбор территории для будущего строительства. Итак, приступим к изучению. В первую очередь отметим, что почвы бывают скальными. Что это значит? Такие грунты залегают сплошным массивом или трещиноватым слоем. Среди них можно выделить магматические почвы - диориты, граниты, а также метаморфические - кварциты, гнейсы и сланцы. Также бывают искусственные и осадочные грунты. Среди последних можно выделить конгломераты и песчаники, которые еще называют сцементированными.
Такая классификация грунтов указывает на их водоустойчивость и несжимаемость. Подобные почвы не подвергаются промерзанию при холодных температурах, а если в них нет трещин и всевозможных пустот, то они обладают свойствами надежности и прочности. Если говорить о трещиноватых слоях, то они отличаются не столь высокими показателями. Скальная разновидность грунтов имеет определенный предел прочности, растворимости, засоленности и размягченности.
Характеристики нескальных грунтов
Если вас интересует классификация грунтов по группам в строительстве, то вы должны знать еще и о нескальных грунтах, которые представляют собой осадочные породы, лишённые жестких структурных связей. Такие почвы можно разделить по фракционности частиц. Они могут быть биогенными, крупнообломочными, пылеватыми и глинистыми, а также песчаными. В качестве особенности данных почв можно выделить их дисперсность и раздробленность, это и отличает их от более прочных скальных пород.
Описание крупнообломочных почв
Перед строительством мастером должна быть обязательно рассмотрена классификация грунтов. Это позволит понять, какими характеристиками обладает почва на территории застройки. Она может быть крупнообломочной, при этом не связанные друг с другом обломки скальных пород обладают отдельными обломками, диаметр которых превышает 2 миллиметра. Таких частиц должно быть больше половины. По гранулометрическому составу подобные почвы можно подразделить на валунные и галечниковые. Первая разновидность предполагает наличие элементов, диаметр которых превышает 200 миллиметров. Если преобладает количество необходимых частиц, то почва имеет глыбовый состав. Вторая разновидность предусматривает наличие отдельных элементов диаметром больше 10 миллиметров. Если они обладают острыми гранями, то почва называется щебенистой.
Гравийный грунт имеет в своем составе неоткатанные элементы, диаметр которых превышает 2 миллиметра. Среди них можно выделить дресву, щебень, гальку и гравий. Такие гранулы выступают в качестве отличного основания, если под ними залегает достаточно плотный слой. Когда вами рассматривается классификация грунтов по группам в строительстве, необходимо учесть, что вышеупомянутая почва сжимается незначительно и выступает в роли довольно надежного основания. Если в составе содержится более 40% заполнителя в виде песка или 30% пылеватых и глинистых масс, учитывается исключительно мелкая составляющая почвы. Это обусловлено тем, что именно она станет определять несущую способность. У крупнообломистых грунтов может быть качество пучинистости, если мелкая составляющая - это глина или пылеватый песок.
Описание песчаных грунтов
Если вас интересует гранулометрическая классификация грунтов, то вы должны рассмотреть возможность наличия на выбранной территории песчаной почвы. Она состоит из зерен кварца и иных минералов, диаметр которых может находиться в пределах от 0,1 до 2 миллиметров. При этом глины должно содержаться не более 3 процентов, а пластичность у таких почв и вовсе отсутствует. Пески можно подразделить по фракционному составу и параметрам преобладающих фракций. Например, гравелистые пески обладают диаметром элементов, который превышает 2 миллиметра. Что касается крупных составляющих, то их диаметр начинается от 0,5 мм. Составляющие средней крупности имеют размер более 0,25 мм, а мелкие - от 0,1 мм.
Что касается пылеватых почв, то их элементы имеют диаметр в пределах 0,05-0,005 мм. Если в песке содержатся частицы, размер которых находится в пределах от 15 до 50%, то их можно назвать пылеватыми. Чем более крупным и чистым окажется песок, тем более внушительную нагрузку будет способно претерпевать основание, выполненное из него. Сжимаемость плотной почвы подобного типа невелика, однако уплотнение под воздействием нагрузки происходит достаточно скоро, по этой причине осадка сооружений на подобных грунтах довольно скоро прекращается. Если вас интересует классификация песчаных грунтов, то вы должны знать о том, что они не обладают качествами пластичности. При наличии на территории песков средней и крупной фракционности, а также гравелистой разновидности почвы, грунт уплотняется под воздействием нагрузки и подвергается незначительному промерзанию.
Особенности пылеватых и глинистых почв
Перед началом строительства вами должен быть изучен состав грунтов. Классификация грунтов позволит понять, есть ли на территории пылеватые и глинистые слоя. Они содержат частицы, размер которых находится в пределах 0,05-0,005 мм. Могут быть в составе и глинистые элементы, габариты которых меньше 0,005 миллиметра.
Среди подобной разновидности почвы можно выделить грунты, которые способны проявлять неблагоприятные специфические особенности при воздействии воды, что может выразиться в набухании или просадке. К последней разновидности относятся почвы, которые под воздействием всевозможных факторов и своей массы дают значительную усадку. Если говорить о набухающих грунтах, то они способны увеличиваться в объеме при намокании, а также уменьшаться при высыхании.
Глинистые грунты
Если вас интересует классификация глинистых грунтов, то вы должны знать о том, что они состоят из отдельных элементов, фракция которых - меньше 0,005 мм. Такие составляющие обладают чешуйчатой формой, среди них можно заметить мелкие песчаные вкрапления. Если проводить сравнение с песком, глина обладает тонкими капиллярами и значительной удельной поверхностью соприкосновения между элементами. По той причине, что поры описываемых почв в ряде случаев заполнены водой, то, промерзая, состав начинает вспучиваться.
Глинистые грунты можно разделить на глины и супеси. На этот параметр влияет число пластичности. В первом случае объем глинистых элементов превышает 30%. В последнем этот параметр варьируется от 3 до 10 процентов. Еще одна разновидность - это суглинки, в них содержание глинистых частиц находится в пределах от 10 до 30%. Если изучается общая классификация грунтов, то необходимо знать о том, что несущая способность описываемых оснований зависит от влажности, которая определяет консистенцию. Если речь идет о сухой почве, то она способна претерпевать значительные нагрузки. Тип глинистого грунта зависит от пластичности, тогда как на разновидность влияет показатель текучести.
Описание лессовых и лессовидных почв
Строительная классификация грунтов выделяет лессовые и лессовидные почвы, которые являются глинистыми грунтами. В них содержится значительное количество пылеватых элементов. Последних в составе подобного грунта более половины, а вот известковые и глинистые можно встретить в незначительном количестве. Почва характеризуется наличием достаточно больших пор, которые имеют вид вертикально ориентированных трубочек. Их можно увидеть невооружённым глазом. Данные почвы, находясь в сухом состоянии, имеют высокую пористость, которая находится в пределах 40 процентов. Прочность подобного основания весьма велика, однако, увлажняясь, такие грунты дают большие осадки.
Классификация грунтов по группам относит некоторые почвы к осадочным. При воздействии на подобные основания зданий требуется соответствующая защита фундамента от увлажнения. Если в наличии имеются органические примеси по типу болотного торфа и растительного грунта, то почва будет неоднородная по составу и рыхлая. Среди ее качеств можно выделить высокую сжимаемость. В роли естественного основания под сооружения использовать такие почвы не следует, так как при увлажнении они полностью лишаются прочностных характеристик, деформируются, просаживаются, что происходит неравномерно. Если применять такие грунты в качестве основания, то нужно будет принимать меры, которые исключают возможность замачивания.
Особенности плывунов
Перед началом строительства вами должна быть изучена классификация грунтов по трудности разработки. К подобным почвам можно отнести плывуны. Такие грунты при вскрытии начинают передвигаться по типу вязкотекучего тела, они образуют мелкофракционные пылеватые пески, которые обладают глинистыми и илистыми примесями, насыщенными влагой. В момент разжижения почва начинает принимать жидкое состояние и активно передвигаться.
Классификация грунтов в строительстве разделяет подобные почвы на псевдоплывуны и истинные плывуны. Последние отличаются наличием пылеватых и глинистых, а также коллоидных элементов, у которых значительная пористость. Помимо прочего, у таких грунтов незначительная водоотдача. Если говорить о псевдоплывунах, то они представляют собой пески, которые не имеют в составе тонких глинистых элементов, они полностью насыщаются водой, довольно легко расстаются с влагой, водопроницаемы и при гидравлическом градиенте начинают переходить в состояние плывунов. Такие основания почти не пригодны для использования в строительстве.
Особенности биогенных грунтов
Если тщательно изучена классификация грунтов оснований, это позволит исключить ошибки. Таким образом, если на территории имеются биогенные почвы, то они отличаются внушительным содержанием органических элементов. Среди таких грунтов можно выделить сапропели, торф, а также заторфованные грунты. К последним необходимо отнести пылевато-глинистые и песчаные почвы, которые содержат от 10 до 50% органических элементов. Если их количество больше половины, то такой грунт является торфом. К сапропели относятся пресноводные илы.
Описание почв
Почвы представляют собой природные образования, которые составляют поверхностный слой земли. Они обладают качествами плодородия. Биогенные почвы не способны выступить в качестве оснований для сооружений и зданий. Перед началом строительства верхний слой грунта необходимо удалять и использовать для земледелия. Биогенные грунты предполагают необходимость совершения специальных мер, предполагающих подготовку основания.
Особенности насыпных грунтов
Насыпные грунты представляют собой почвы, которые образовались искусственно при засыпке прудов, свалок, оврагов и так далее. Среди них можно выделить те, которые обладают природным происхождением, но имеют нарушенную структуру по причине перемещения. Характеристики подобных грунтов чрезвычайно различны, на эти показатели влияет множество факторов. Среди них можно выделить однородность, степень уплотнения, разновидность исходного материала. Описываемые почвы имеют характеристики неравномерной сжимаемости и в большинстве случаев их недопустимо применять в роли естественных оснований для строительства сооружений и зданий.
Насыпные грунты характеризуются неоднородностью, помимо прочего, в них содержатся всевозможные неорганические и органические материалы, которые значительно ухудшают механические характеристики. Даже если в почвах подобного типа отсутствует органика, в ряде случаев они остаются слабыми в течение множества десятилетий. В качестве основания для строительства насыпной грунт рассматривается индивидуально в зависимости от возраста насыпи. Таким образом, почвы, особенно пески, которые слеживались более 3 лет, могут быть использованы под фундамент негабаритных построек. Однако при этом должно быть соблюдено условие: в них не должно быть растительных остатков и мусора.
В практике можно встретить намывные грунты, которые образовались после очистки озер и рек. Эти почвы имеют название рефулированных насыпных грунтов. Их рекомендуется использовать для оснований зданий. Перед началом строительства обязательно необходимо учесть все вышеприведенные рекомендации по анализу и правильному выбору территории. Это позволит исключить проблемы, которые способны возникнуть в процессе эксплуатации дома. Они могут быть выражены в повреждении фундамента и стен, а также преждевременном выходе элементов постройки из состояния, подходящего для эксплуатации. Как правило, такие здания недолговечны и очень быстро изнашиваются. Кроме этого, неграмотный подбор грунта способен привести к полному разрушению здания, что, в свою очередь, может окончиться большой трагедией для людей.
Всякий грунт состоит из отдельных частиц, и чем меньше между собой связаны эти элементы, тем легче разрабатывается грунт.
Приближенно можно разделить все грунты на следующие 5 групп по степени их связанности:
Характеристика важнейших грунтов
I. Рыхлые, сыпучие грунты
— получились от разрушения ветром и водой скалистых грунтов.
К сыпучим грунтам относятся:
— Песок. Частицы песка не связаны между собой. Чистый, сухой песок растекается, если его сыпать кучей.
Пески в зависимости от своего происхождения бывают горные, овражные, речные или морские. Горные и овражные пески состоят из отдельных неровных песчинок с острыми краями. Речной и морской пески имеют округленные гладкие песчинки.
По крупности отдельных зерен различают:
— мелкий песок – преобладают зерна величиной до 0,5 мм;
— средний песок – преобладают зерна от 0,5 до 1 мм;
— крупный песок – преобладают зерна от 1 до 3 мм;
Гравий – это смесь окатанных камешков размерами в поперечнике от 3 до 40 мм, не связанных между собой.
Крупный гравий, состоящий из камешков от 40 до 120 мм в поперечнике, называется галькой .
К рыхлым и сыпучим грунтам относится также супесок , состоящий из песка с примесью глины в количестве 3-10 % от общего объема.
II. Растительные грунты
К растительным грунтам относятся все поверхностные грунты с наличием в них остатков сгнивших растений (перегноя), например чернозем и торф. Растительные грунты легко разрыхляются и размываются водой, легко впитывают в себя воду и при насыщении водой расплываются, обращаясь в грязь.
III. Плотные и вязкие грунты.
К плотным, вязким грунтам относятся глины и суглинки. Глина – это грунт, состоящий из очень мелких частиц, плотно связанных между собой.
Глина по степени плотности разделяется на тяжелую (плотную) и легкую глины.
Основное свойство глины состоит в том, что при насыщении водой она сильно разбухает и значительно увеличивается в объеме. Наряду с этим глина является почти водонепроницаемым грунтом, так как вода через глину почти не проходит.
При высыхании и под давлением глина сжимается (дает осадку). По мере уменьшения влажности в глине увеличивается сцепление частиц между собой, и она постепенно превращается в твердую массу, с трудом поддающуюся разработке инструментом.
Глины с примесью песка называются суглинками . Различаются легкие суглинки – грунт, содержащий 10-20% глины, и тяжелые суглинки, содержащие 20-30% глины.
IV. Твердые, скальные грунты
Грунты твердые, скальные могут быть различного характера. Обычно различают:
- мягкую и слоистую скалу, разрабатываемую киркой, ломом, клиньями;
- твердую (плотную) скалу, разрабатываемую только с помощью взрывчатых веществ.
V. Разжиженные грунты
К разжиженным грунтам относится так называемый плывун . Плывун – это песчано-глинистый или пылевато-песчаный грунт, состоящий из очень мелких частиц и обычно сильно насыщенный водой. Плывун растекается и в откосе не держится.
Классификация грунтов
Принято разделять грунты по степени трудности их разработки на 7 категорий, указанных в таблице снизу:
| Категория
грунта |
Наименование грунта | Вес 1 куб. м грунта в плотном теле | Способ разработки и инструмент | Степень трудности разработки грунта |
| Пески |
Разрабатываются подборными лопатами и заступами |
|||
| Супески | ||||
| Растительный грунт | ||||
| Чернозем | ||||
| Торф без корней | ||||
| Легкие лессовидные суглинки |
Разрабатывается лопатами с незначительным киркованием |
|||
| Гравий мелкий и средний до 15 мм | ||||
| Плотный растительный грунт | ||||
| Торф и растительный грунт с корнями | ||||
| Песок и растительный грунт с щебнем | ||||
| Насыпной слежавшийся грунт с щебнем | ||||
| Супесок с примесью щебня | ||||
| Жирная глина |
Разрабатываются заступами со сплошным киркованием |
|||
| Тяжелые суглинки | ||||
| Гравий крупный и галька при величине зерен от 15 до 40 мм и щебень | ||||
| Растительная земля или торф с корнями деревьев | ||||
| Тяжелая ломовая глина |
Разрабатывается заступом со сплошным применением кирок, лома или клина и молота |
|||
| Жирная глина и тяжелые суглинки с примесью щебня, гальки, строймусора и булыг весом до 10 кг | ||||
| Крупная галька размером до 90 см чистая или с примесью булыг весом до 10 кг | ||||
| Скальные грунты (мягкие) |
Разрабатываются частично вручную ударными инструментами и взрывами |
|||
| Скальные грунты (плотные) |
Разрабатываются взрывами |
|||
| Плывун |
Разрабатывается совковыми лопатами, ведрами и черпаками |
Степень трудности разработки показывает, что если в грунте I категории на разработку 1 куб. м грунта затрачивается время, равное единице, то в грунте, например, IV категории для разработки 1 куб. м грунта потребуется времени в 2 раза больше.
Зимой из-за промерзания грунтов трудность разработки большинства грунтов сильно возрастает. Происходит это оттого, что вода, находившаяся в грунте, при замерзании сильно связывает его частицы. Для работы зимой существует особая классификация грунтов, приводимая в таблице снизу.
Трудность разработки скальных грунтов от времени года не зависит, а плывун зимой обычно даже легче разрабатывать, чем летом.
Глубина промерзания зависит от ряда условий. Чем меньше снега, чем длиннее зима, чем больше мороз, тем глубже промерзает грунт.
Чем глубже промерзает грунт, тем труднее его разрабатывать.
|
I группа Грунты, требующие разрыхления применения кирки и частичного лома |
II группа Грунты, требующие для их разрыхления обязательного применения лома и частично клина с молотом |
||
| При глубине промерзания в м | Категория грунтов |
При глубине промерзания в м |
|
| До 0,75 | I. | Более 0,75 | |
| II. | |||
| III. (за исключением тяжелого суглинка и жирной чистой глины) | 0,75 | ||
| IV. (плывун) | |||
|
III группа Грунты, не поддающиеся разработке ломом и требующие применения клина с молотом или взрывных работ |
IV группа Грунты, не поддающиеся или крайне трудно поддающиеся разработке клином с молотом и требующие применения взрывных работ |
||
| При глубине промерзания в м | Категория грунтов |
При глубине промерзания в м |
|
| Более 0,75 | |||
| III (за исключением суглинка и чистой жирной глины) | |||
| IV (плывун) | Более 0,75 | IV, а также тяжелый суглинок и чистая жирная глина |
Независимо от глубины промерзания |
Даем наибольшую величину промерзания грунтов для некоторых местностей России и Украины:
- Москва — 1,6 м
- Челябинск — 2,4 м
- Одесса — 0,8 м
- Киев — 1,0
Данные максимально приближены к реальным. Источником служат технические материалы техникумов утвержденных ГУУЗ.
Основные свойства грунтов
Основные свойства грунтов: объемный вес, способность грунта держать откос и разрыхляемость.
Объемным весом называется 1 кубический метро грунта в плотном теле и в состоянии естественной влажности, т.е. в том состоятнии, в каком грунт находится в земле. Объемный вес важнейших грунтов указан в первой таблице данной статьи.
Если взять сухой грунт и свободно насыпать его кучей на горизонтальную поверхность, то частицы его образуют некоторые откосы. В этом случае говорят, что грунт имеет естественный откос. Угол, под которым располагается такой откос по отношению к горизонтальной поверхности, называется углом естественного откоса и измеряется в градусах.
Величины этих углов зависят от степени влажности грунта. Чем прочнее связь между отдельными частицами грунта, тем более крутой откоса может держать грунт. Некоторые грунты могут держать вертикальный откос (скала, сухой суглинок и др.), другие же осыпаются, образуя пологий откос (песок, гравий, супесок).
В таблице снизу даны значения величины углов естественного откоса для различных грунтов:
|
Наименование грунтов |
Угол естественного откоса в градусах |
||
|
Сухой грунт |
Влажный грунт |
Мокрый грунт |
|
| Гравий | |||
| Песок крупный | |||
| Песок средний | |||
| Песок мелкий | |||
| Суглинок | |||
| Растительная земля | |||
|
Торф без корней |
40 | 25 | |
Грунт, вынутый из земли, разрыхляется, т.е. объем его увеличивается, потому что в разрыхленном грунте образуется больше пустот, чем было раньше, когда он находился в плотном состоянии (в плотном теле).
Различаю первоначальное и остаточное разрыхление грунта. Если грунт только что выброшен из выемки, он имеет первоначальное разрыхление.
С течением времени этот выброшенный грунт уплотняется, однако он никогда не достигает плотности, какая была у него до разработки. Небольшое увеличение его объема (коэффициент разрыхления) все же останется. Это разрыхление, остающееся после окончательного уплотнения грунта, называется остаточным разрыхлением.
И первоначальное и остаточное разрыхление измеряется в процентах увеличения объема грунта по отношению к объему его в плотном теле (до разработки).
В таблице снизу приведены значения процента первоначального и остаточного разрыхления для различных грунтов.
Первоначальное и остаточное разрыхление грунтов
Например. Необходимо вычислить, насколько увеличился объем 100 куб. м глины при ее разрыхлении. По таблице находим, что процент первоначального увеличения объема будет от 24 до 30. Примем его в среднем равным 27%. Процент остаточного разрыхления равен примерно 4-7, или в среднем 6%. Тогда первоначальный объем выброшенной из котлована глины будет равен: 100+100*27/100 = 127 кубических метров Остаточный объем после окончательного уплотнения насыпанного грунта будет: 100+100*6/100= 106 кубических метров грунта.
Определение характеристик грунта на участке помогает грамотно подобрать тип опорной части здания. Важно помнить, что дом держат не фундаменты, а основание под ними (т.е. грунт). Несущие конструкции лишь передают нагрузку от выше лежащих элементов. Чтобы подобрать фундаменты, необходимо ознакомиться с классификацией грунтов по группам в строительстве в зависимости от различных признаков.
Разделение почв на виды проводится на основании ГОСТ 25100-2011. В этом документе представлено большое количество таблиц, учитывающих разные характеристики.
Чтобы определить тип грунта проводятся геологические изыскания. На этом этапе необходимо изучить наиболее важные свойства основания:
- прочность;
- связность;
- водопроницаемость;
- степень пучинистости.
Также потребуется выяснить водонасыщенность почвы и расположение уровня грунтовых вод. Геологические изыскания для крупных объектов проводятся профессионалами, точные характеристики грунта определяются в процессе лабораторных исследований. Для частного строительства можно выполнять изыскания вручную. При этом тип грунта определяется «на глаз».
Согласно ГОСТ 25100-2011 все основания делятся на три больших класса: скальные, дисперсные и мерзлые . Иногда в отдельную категорию выделяют виды, образовавшиеся в результате деятельности человека, - техногенные.
Мерзлыми могут быть все виды оснований. Связность между частицами обеспечивается не только за счет структурных сил, но и с помощью криогенных связей (ледяных). Прочность таких почв велика, но только в замороженном состоянии.
Скальные
Скальные почвы представляют собой очень прочный массив с жесткими структурными связями. Основания могут иметь различное происхождение, а также физические и механические характеристики. Встречаются такие виды достаточно редко, они представлены в основном такими почвами:
- гранит;
- кварцит;
- мрамор;
- базальт;
- песчаник;
- известняк;
- гипс;
- сланцы.
Скальные грунты плохо сжимаются, не образуют пустот и трещин. Такая почва является идеальным вариантом для строительства незаглубленных фундаментов. Они практически не деформируются, поэтому нет вероятности неравномерных осадок, которые опасны для зданий и приводят к появлению наклонных трещин на стенах. В зависимости от прочности скальные грунты могут быть:
- очень прочные, прочные, среднепрочные и малопрочные (скальные);
- понижено-прочные, с низкой прочностью и с очень низкой прочностью (полускальные).
Дисперсные
Такие виды оснований являются самыми распространенными. Связи между частицами грунта здесь могут быть механическими или водно-коллоидными. Последние обеспечиваются за счет взаимодействия частичек грунта и воды. Практически все такие почвы имеют осадочное происхождение.
В таблице показано разделение дисперсных грунтов на группы и подгруппы.
Классификация грунтов по степени пучинистости
Морозное пучение является одной из самых актуальных проблем при строительстве в холодных регионах, где зимой температура опускается ниже нуля. Это явление вызвано одновременным воздействием на почву влаги и холода. При этом основание увеличивается в размерах и оказывает давление на подошву и боковую поверхность фундаментов.
Чтобы избежать негативных последствий, важно вовремя принять меры по борьбе с пучением. Для этого до начала строительства потребуется определить, к какой из групп относятся виды грунта, расположенные на участке под дом.
Таблица ниже основана на ГОСТ 25100-2011 и СП 243.1326000.2015 (приложение А). В ней приведены грунты и их склонность к возникновению сил морозного пучения.
| Тип основания | Тип местности по характеру увлажнения почвы | Степень пучинистости |
| Крупнообломочный грунт, песок гравелистый, крупный, средней крупности, в котором содержится менее 2% пылеватых частиц | любой | условно непучинистый |
| То же с содержанием пылеватых частиц до 15% | 1 | условно непучинистый |
| Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 2% | 1 | условно непучинистый |
| Песок гравелистый, крупный, средней крупности с содержанием пылеватых частиц до 15% | 2, 3 | слабопучинистый |
| Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 15% | 1, 2 | слабопучинистый |
| 1 | слабопучинистый | |
| Легкая супесь | 1 | слабопучинистый |
| 1 | слабопучинистый | |
| Легкая супесь | 2, 3 | пучинистый |
| 1 | пучинистый | |
| Легкий суглинок, тяжелая глина | 2, 3 | пучинистый |
| Пылеватые песок, супесь, суглинок (тяжелый) | 2, 3 | сильнопучинистый |
| Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок | 2 | сильнопучинистый |
| Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок | 3 | чрезмернопучинистый |
Цифры в типе местности по характеру увлажнения грунта определяются по СП 34.13330.2012 (приложение В) и означают:
- 1 - при наличии поверхностного отвода влаги от здания и глубоком расположении уровня грунтовых вод (УГВ);
- 2 - при отсутствии поверхностного отвода влаги и глубоком расположении УГВ;
- 3 - при отсутствии поверхностного отвода влаги и высоком расположении УГВ.
Гравий (окатанный) и щебень (с острыми краями).
При строительстве важно помнить, что абсолютно непучинистых грунтов не существует. Пучение появляется не из-за основания, а из-за влаги и отрицательных температур. Любая почва зимой при наличии в ней воды может оказать давление на фундаменты. К группе условно непучинистых оснований отнесены те, которые крайне редко приводят к возникновению опасного явления. В этих случаях особые меры по защите конструкций здания от морозного пучения чаще всего не предусматриваются.
К мерам по предотвращению сил морозного пучения относятся гидроизоляция, утепление, дренаж, утепленная отмостка, устройство ливневой канализации. Эти мероприятия предусматриваются в комплексе для всех типов пучинистых грунтов:
- слабопучинистых;
- пучинистых;
- сильнопучинистых;
- чрезмернопучинистых.
Как определить группу грунта при строительстве
При частном строительстве вместо полноценных геологических исследований могут быть проведены ручные работы. Существует два метода:
- отрывка шурфов;
- ручное бурение.
Отрывка шурфов для визуального изучения грунта.
Слои грунта при этом изучают визуально. Чтобы стало ясно, как определить какой тип грунта на участке строительства визуально, рекомендуется ознакомиться с таблицей ниже.
| Тип основания | Описание |
| Скальные грунты | Сплошной массив без пустот, возможны небольшие трещины, практически не поддается сжатию |
| Крупнообломочные грунты | Представляют собой обломки скальных пород. К этой группе относятся щебень, дресва, гравий и галька. Гравий (размеры частиц от 1 мм до 1 см) и галька (размеры частиц от 1 см до 20 см) имеют окатанные края. Дресва (2-10 мм) и щебень (1-20см) имеют острые грани. |
| Пески | Несвязные грунты с размером частиц от 0,05 до 2 мм. По размеру фракции делятся на 5 групп:
|
| Глины | Состоят из пылеватых частиц размерами менее 0,05 мм связанных между собой. Без трещин и разрывов раскатывается в шнур или лепешку, скатывается в шарик. На несущую способность такого основания сильно влияет влажность. Пластичная глина легко деформируется и хорошо держит форму, в ладони при этом создается ощущение прохлады. Твердая глина тяжело деформируется. Текучая глина легко деформируется и плохо держит форму, ее прочностные характеристики очень низкие.
Чтобы отличить глину от супеси и суглинка, необходимо растереть грунт в руках, при растирании глины не должны чувствоваться песчаные частички. |
| Суглинки | Если грунт визуально похож на глину, но при растирании чувствуются песчаные частицы, это суглинок. Тип суглинка также определяется при растирании:
|
| Супеси | При растирании чувствуются пылеватые и песчаные частицы. Песка больше, чем в суглинке. Скатать такой грунт в шнур сложно, материал распадается на кусочки. Делится на типы:
|
| Лесс | Глинистый тип основания, имеет палевый цвет. Отличается высокой пористостью, легко размокает. |
Прочностные характеристики грунтов
Окончательным этапом геологических исследований (как лабораторных, так и упрощенных) должна стать прочность грунтов на участке. Она будет определять геометрические размеры фундамента и материалы, использованные для изготовления (например, арматура для железобетонных конструкций).
В зависимости от того, какие виды грунтов залегают на участке, меняется несущая способность основания. Для расчетов чаще всего необходимо значение, которое показывает максимальную нагрузку в кг на 1 см2 площади. Классификация грунтов по прочности приведена в таблице.
| Тип грунта | Расчетная несущая способность | |
| для фундаментов мелкого заложения (1 - 1,5 м) | для фундаментов глубокого заложения (2-2,5 м) | |
| Щебень и галька | 4,5 кг/см 2 | 6 кг/см 2 |
| Щебень и галька с включением глинистых частиц | 2,8 кг/см 2 | 4,2 кг/см 2 |
| Дресва и гравий | 4 кг/см 2 | 5 кг/см 2 |
| Песок гравелистый и крупной фракции | 3,2 кг/см 2 | 5,5 кг/см 2 |
| Твердые глины | 3,0 кг/см 2 | 4,2 кг/см 2 |
| Пластичные глины | 1,6 кг/см 2 | 2 кг/см 2 |
| Песок средней фракции | 2,5 кг/см 2 | 4,5 кг/см 2 |
| Песок мелкой фракции (с невысокой влажностью) | 2 кг/см 2 | 3,5 кг/см 2 |
| Песок мелкой фракции (с высокой влажностью) | 1,5 кг/см 2 | 2,5 кг/см 2 |
| Суглинки | 1,7 кг/см 2 | 2 кг/см 2 |
| Супеси | 1,5 кг/см 2 | 2,5 кг/см 2 |
Если правильно определить, какие виды грунта залегают на участке строительства, выбрать геометрические размеры фундамента и их конструкцию в зависимости от свойств основания, можно не переживать за долговечность и надежность здания.
Любое строительство начинается с оценки грунта на строительной площадке. Именно правильная оценка способствует выбору вида фундамента для здания, поэтому это один из самых главных факторов начала строительства.
Категории оценки грунта
- По форме и величине размеров крупинок.
- Сцепление между собой частиц.
- Однородность.
- Коэффициент взаимодействия частиц (трение).
- Наличие влажности.
- Количество впитываемой в грунт воды.
- Водопроницаемость.
- Способность удерживать воду.
- Величина размываемости.
- Растворимость.
- Пластичность мокрого грунта.
- Сжимаемость.
- Рыхлость.
Грунт по своим свойствам, строению и составу делится на определенные группы видов, которые считаются основными - ими являются скальные породы и рыхлые грунты . Кроме этих основных видов, существует еще одна группа под названием конгломераты - это остатки скальных пород, совершенно не связанных между собой.
По сложности разработки грунты также можно разделить на отдельные виды.
Представляет собой один сплошной массив кристаллических скальных пород. Имеет довольно высокую прочность, обладает повышенной морозостойкостью, практически не сжимается и не растворяется в воде, не смягчается. Благодаря этим свойствам скалистый грунт обладает способностью выдерживать довольно большие нагрузки . На нем можно спокойно возводить фундамент для здания практически без заглубления.
Единственный недостаток - это большая трудоемкость в его разработке.
Этот тип грунта составляют обломки скальных пород, которые не связываются между собой. Также имеет высокую устойчивость . Фундамент для здания можно делать мелкозаглубленным, но не меньше 500 мм.
Группа, относящаяся к рыхлым грунтам, также делится на два вида - глинистая почва и песчаная .
Песчаные грунты
Состоят из сыпучих мелких частиц, которые образовались в процессе выветривания скальных пород. Их частицы имеют различные размеры и не связаны друг с другом , это также разделяет пески на несколько видов:
- мельчайшие частички (пыльные);
- средние пески;
- пески крупные;
- пески гравелистые.
Все виды песков мгновенно намокают и быстро пропускают воду, в водной среде имеют рыхлый вид, при нагрузке хорошо уплотняются и довольно легко разрабатываются.
Лучше всего подходят для строительства плотные и крупные пески, они мало сжимаются и хорошо держат практически любую нагрузку.
Хотя пески имеют повышенную водопроницаемость, все же перед возведением фундамента нужно учитывать глубину, на которой залегают грунтовые воды. Для частного дома глубину фундамента можно закладывать в пределах 40 - 80 см.
А вот пески пылеватые не годятся для строительства, так как довольно плохо выдерживают нагрузки, поэтому лучше на них не строиться, либо возводить плитный фундамент.
Глинистые грунты
Также можно разделить на несколько подгрупп.
Чистая глина
Неустойчивый и коварный грунт. Глина может залегать не однородными пластами, задерживает воду и практически всегда содержит в своем составе влагу. При промерзании она начинает пучиться, чем может вызвать деформацию фундамента. А так как ее состав, в большинстве случаев, не однородный, ее пучение происходит не равномерно. Сооружения, построенные на таком грунте, могут деформироваться, и вполне возможно даже разрушение самого фундамента.
Это свойство глины называется пучинистость, и им обладают практически все ее подгруппы. Правда она может быть основанием для возведения фундамента, но при этом глубина его основания должна находиться ниже черты промерзания грунта.
Лёсс
Есть еще вид глины - это лёсс (макропористая глина) . В ее структуре имеются поры, которые хорошо просматриваются визуально. При взаимодействии с водой лёсс легко размывается.
Этот вид глины распространен в южных регионах России и на Дальнем Востоке.
Это песчаный грунт в котором содержится примерно 5 -10% глины. При взаимодействии с сыростью, супеси разжижаются, а при большом количестве воды превращаются в плывуны. Для строительства этот тип грунта практически не пригоден.
Суглинки
Являются разновидностью глины. Они примерно на треть состоят из глины, а остальные составляющие - это песок и различные примеси. Частички довольно хорошо взаимодействуют между собой, поэтому влажные суглинки имеют хорошую пластичность. При взаимодействии с водой могут увеличивать свой объем или просто размываться. Наличие в суглинистом грунте больших прослоек песка уменьшает их устойчивость, а это значит, что для строительства этот грунт не годится.
Сама глина сжимается медленнее, чем песок, поэтому осадка фундамента происходит довольно долго.
По наличию глины, суглинки могут быть тяжелыми , средними и легкими .
Илистые грунты
Один из видов, относящийся к глинистым грунтам. Он образуется при оседании мелких частичек на дне водоемов, присутствует в болотистой местности и торфяниках. Практически не устойчивы к нагрузкам. Поэтому перед строительством илистый грунт, как и лёсс, следует тщательно укреплять .
Целью инженерно-геологических работ при строительстве является определение особенностей и свойств используемых грунтов под основание будущего здания или сооружения. Для упрощения данных работ составлена строительная классификация грунтов . Каковы основные виды грунтов и их строительные свойства?
Строительная классификация грунтов и виды грунтов
Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания. Строительная классификация грунтов и виды грунтов определяются согласно СНиП II-15-74 ч.2.
Грунты подразделяются на два класса: скальные - грунты с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями и нескальные - грунты без жестких структурных связей.
1.
Скальные грунты
Скальные
– грунты с жесткими структурными связями залегают в виде сплошного массива или в виде трещиноватого слоя. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные. Они водоустойчивы, несжимаемы, имеют значительную прочность на сжатие и не промерзают и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны. Скальные грунты разделяют по пределу прочности, растворимости, размягчаемости и засоленности. 2.
Нескальные грунты
Нескальные
грунты – это осадочные породы без жестких структурных связей. По крупности частиц и их содержанию делят на крупнообломочные
, песчаные
, пылевато-глинистые
, биогенные
и почвы
. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, отличающие их от скальных весьма прочных пород. 2.1. Крупнообломочные грунты
Крупнообломочные
– несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на: валунный
d>200 мм (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый
), галечниковый
d>10 мм (при неокатанных гранях – щебенистый
) и гравийный
d>2 мм (при неокатанных гранях – дресвяный
). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву. Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями. При наличии более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато-глинистого от общей массы учитывается только мелкая составляющая грунта, так как именно она будет определять несущую способность. Крупнообломочный грунт может быть пучинистым, если мелкая составляющая - пылеватый песок или глина. 2.2. Песчаные грунты
Песчаные
– состоят из частиц зерен кварца и других минералов крупностью от 0,1 до 2 мм, содержащие глины не более 3% и не обладают свойством пластичности. Пески разделяют по зерновому составу и размеру преобладающих фракций на гравелистые лески
d>2 мм, крупные
d>0,5 мм, средней крупности
d>0,25 мм, мелкие
d>0,1 мм и пылеватые
d=0,05 - 0,005 мм. Частицы грунта крупностью от d=0,05 - 0,005 мм называют пылеватыми
. Если в песке таких частиц от 15 до 50 %, то их относят к категории пылеватых
. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым
. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Сжимаемость плотного песка невелика, но скорость уплотнения под нагрузкой значительна, поэтому осадка сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не обладают свойством пластичности. Гравелистые
, крупные
и средней крупности
пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Тип крупнообломочных и песчаных грунтов устанавливается по гранулометрическому составу, разновидность – по степени влажности. 2.3. Пылевато-глинистые грунты
Пылевато-глинистые
грунты содержат пылеватые (размером 0,05 – 0,005 мм) и глинистые (размером менее 0,005 мм) частицы. Среди пылевато-глинистых грунтов выделяют грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, – просадочные
и набухающие
. К просадочным
относятся грунты, которые под действием внешних факторов и собственного веса при замачивании водой дают значительную осадку, называемую просадкой
. Набухающие грунты
увеличиваются в объеме при увлажнении и уменьшаются в объеме при высыхании. 2.3.1. Глинистые грунты
Глинистые
– связные грунты, состоящие из частиц крупностью менее 0,005 мм, имеющих в основном чешуйчатую форму, с небольшой примесью мелких песчаных частиц. В отличие от песков глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность соприкосновения между частицами. Так как поры глинистых грунтов в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании глины происходит ее пучение. Глинистые грунты делятся в зависимости от числа пластичности на глины
(с содержанием глинистых частиц более 30%), суглинки
(10...30%) и супеси
(З...10%). Несущая способность глинистых оснований зависит от влажности, которая определяет консистенцию глинистых грунтов. Сухая глина может выдерживать довольно большую нагрузку. Тип глинистого грунта зависит от числа пластичности, разновидность – от показателя текучести. 2.3.2. Лёссовые и лёссовидные грунты
Лёссовые и лёссовидные
– глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц (содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц) и наличием крупных пор (макропор) в виде вертикальных трубочек, видимых невооруженным глазом. Эти грунты в сухом состоянии имеют значительную пористость - до 40% и обладают достаточной прочностью, но при увлажнении способны давать под нагрузкой большие осадки. Они относятся к просадочным
грунтам (под действием внешних факторов и собственного веса дают значительную просадку) и при возведении на них зданий требуют надлежащей защиты оснований от увлажнения. С органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный торф) неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной сжимаемостью. В качестве естественных оснований под здания непригодны (при увлажнении полностью теряют прочность и возникают большие, часто неравномерные, деформации - просадки). При использовании лёсса в качестве основания необходимо принимать меры, устраняющие возможность его замачивания. 2.3.3. Плывуны
Плывуны
– это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязко-текучему телу, образуются мелкозернистыми пылеватыми песками с илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. При разжижении становятся сильно подвижными, фактически, превращаются в жидкообразное состояние. Различают плывуны истинные
и псевдоплывуны
. Истинные плывуны
характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6 - 9% и переходом в текучее состояние при 15 - 17%. Псевдоплывуны
– пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, переходящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте. Они малопригодны в качестве естественных оснований. 2.4. Биогенные грунты
Биогенные грунты
2.5. Почвы
Почвы
– это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. Почвы
и биогенные
грунты служить основанием для здания или сооружения не могут. Первые - срезают и используют для целей земледелия, вторые - требуют специальных мер по подготовке основания. 2.6. Насыпные грунты
Насыпные
– образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки и т.п. или грунты природного происхождения с нарушенной структурой в результате перемещения грунта. Свойства таких грунтов очень различны и зависят от многих факторов (вид исходного материала, степень уплотнения, однородность и т. д.). Обладают свойством неравномерной сжимаемости, и в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований под здания. Насыпные грунты весьма неоднородны; кроме того, различные органические и неорганические материалы существенно ухудшают его механические свойства. Даже при отсутствии органических примесей, в некоторых случаях, они остаются слабыми на протяжении многих десятилетий. В качестве основания для зданий и сооружений насыпной грунт рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Например, слежавшиеся более трёх лет, особенно пески, могут служить основанием под фундамент небольших строений, при условии, что в нем отсутствуют растительные останки и бытовой мусор. В практике встречаются также намывные грунты, образовавшиеся в результате очистки рек и озер. Эти грунты называют рефулированными насыпными грунтами
. Они являются хорошим основанием для зданий. Вы смотрели: Строительная классификация грунтов. Виды грунтов.