Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяются на:
Глинистые грунты
Глинистые грунты — это связанные грунты, для которых число пластичности Jp больше или равно 0,01. По содержанию песчаных частиц и числа пластичности глинистые грунты подразделяются на супесь, суглинок, глину (табл. I).
Числом пластичности называют разницу между влажностью на границе текучести и влажностью на границе раскатывания в долях единицы.
Глинистые грунты в зависимости от их плотности и влажности могут находиться в различном состоянии, которое характеризуется показателем консистенций J 1 (табл. 2).
Среди глинистых грунтов должны быть выделены:
К илам относятся глинистые грунты в начальной стадии своего формирования, образовавшиеся как структурный осадок в воде при наличии микробиологических процессов и имеющие в природном сложении влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости, превышающий значения для супесчаного ила е > 0,9, для суглинистого ила е ≥ 1,0, для глинистого ила е ≥ 1,5.
Илы выделяются среди глинистых грунтов в особую группу, так как в строительном отношении они являются неблагоприятными грунтами, т. е. строить на них нецелесообразно.
К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под воздействием внешней нагрузки или собственнрго веса при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку).
При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты.
В зависимости от просадки и собственного веса при замачивании просадочные грунты подразделяются на два типа:
К набухающим (пучинистым) грунтам относятся :глинистые грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.
Набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки в компрессионном приборе подразделяются на:
слабонабухающие, если 0,0404 ≤ δн ≤ 0,08; средненабухающие, если 0,08 сильнонабухающие, если δн > 0,12.
Песчаные грунты
Песчаные грунты — это сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности.
В зависимости от крупности частиц они подразделяются на пять групп, табл. 3.
По степени влажности песчаные грунты подразделяются на три группы, табл.4.
По степени плотности их сложения песчаные грунты в зависимости от коэффициента пористости подразделяются на три группы, табл. 5.
Крупнообломочные грунты
Крупнообломочные грунты — это несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических и осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. В зависимости от крупности частиц они подразделяются на три группы, табл. 6.
По степени влажности крупнообломочные грунты подразделяются на маловлажные, влажные, насыщенные водой, табл. 7.
Скальные грунты
Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаенные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Скальные грунты подразделяются на магматические, метаморфические, осадочные табл. 8.
Магматические, метаморфические, а также осадочные сцементированные породы с кремнистым цементом (кремнистые конгломераты, брекчии, песчаники, известняки, опоки) не растворяются в воде.
К растворимым относятся следующие скальные породы:
В результате фильтрации воды-через трещины в растворимых скальных породах возможно образование карстовых полостей.
Заторфованные грунты
Заторфованные грунты различаются между собой по степени заторфованности табл. 9.
Улучшить свойства грунтов можно проведением следующих мероприятий:
Физические свойства грунтов, лежащих в основании, исследуют с точки зрения их способности нести нагрузку дома через его фундамент.
Физические свойства грунта меняются в зависимости от внешней среды. На них влияет: влажность, температура, плотность, неоднородность и многое другое, поэтому для оценки технической пригодности грунтов будем исследовать их свойства, которые неизменны и которые могут меняются при изменении внешней среды:
Грунты: типы и свойства
Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).
По строению и составу грунты разделяют на:
В основном встречаются разновидности песчаных и глинистых разновидностей, которые весьма разнообразны как по крупности частиц, так и по физико-механическим свойствам.
По степени залегания грунты делятся на:
В зависимости от типа грунта основание может быть расположено в разных слоях грунта.
Верхние слои грунта подвергаются атмосферному воздействию (намокание и высыхание, выветривание, замерзание и оттаивание). Такое воздействие изменяет состояние грунта, его физические свойства и уменьшает противодействие нагрузкам. Исключением являются только скальные грунты и конгломераты.
Поэтому основание дома необходимо располагать на глубине с достаточными несущими характеристиками грунта.
Классификация грунтов по размеру частиц определена ГОСТом 12536
Частицы
Фракции
Размер, мм
Крупные обломки
Валуны*, глыбы
крупные
> 800
средней крупности
400-800
мелкие
200-400
Галька*, щебень
крупные
100-200
средней крупности
60-100
мелкие
10-60
Гравий*, дресва
крупные
4-10
мелкие
2-4
Мелкие обломки
Песок
очень крупные
1-2
крупные
0,5-1
средней крупности
0,25-0,5
мелкие
0,1-0,25
очень мелкие
0,05-0,1
Взвесь
Пыль (ил)
крупные
0,01-0,05
мелкие
0,002-0,01
Коллоиды
Глина
0,7
е > 0,75
е > 0,8
Степени влажности грунта
Грунты по степени влажности
Грунт
Степень влажности
Маловлажный
0
Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.
Граница раскатывания WP соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > WP) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.
Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта IР. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:
Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.
Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице.
Текучесть глинистых грунтов
Показать текучести IL выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов.
Определяется расчетом из формулы:
Показатель текучести для грунтов разной плотности
Грунты
Показатель текучести IL
Супесь
твердая
IL ≤ 0
пластичная
0 ≤ IL ≤1
текучая
IL >1
Суглинок и глина
твердые
IL ≤ 0
полутвердые
0 ≤ IL ≤0,25
тугопластичные
0,25 1
Скальные грунты
Они хорошо держат нагрузку на сжатие даже в водонасыщенном состоянии и при отрицательных температурах, а также не растворимы и не размягчаются в воде.
Крупнообломочные грунты
По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на:
Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями.
Конгломераты
Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей.
Хрящеватые грунты
Они не сжимаются и не размываются. В этом случае рекомендуется закладка фундамента с заглублением, как минимум, в 0,5 метра.
Дисперсионные грунты
Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим.
Песчаные грунты
Песчанные грунты по крупности частиц могут быть:
По плотности подразделяются на:
Чем выше плотность, тем прочнее грунт.
Сухой чистый (в особенности крупный) кварцевый песок может выдержать большие нагрузки. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают.
Если пески залегают равномерно с достаточной плотностью и мощностью слоя, то такой грунт являются хорошей основой для фундамента и чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см.
Мелкий песок, разжиженный водой, особенно с примесями глины и ила, в качестве основания ненадежен. Пылеватые пески (размер частиц от 0,005 до 0,05 мм) слабо держат нагрузку, как основание требуют укрепление.
Супеси
Различают плывуны истинные и псевдоплывуны.
Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.
Глинистые грунты
По поглощенной воде глины и суглинки подразделяют на:
Осадка зданий на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью.
Сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты с большой мощностью слоя выдерживают значительные нагрузки от сооружений, если под ними находятся устойчивые подстилающие слои.
Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома.
Но такое такая глина встречается редко, т.к. в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Так же влага может проникать через песчаные примеси в глине, поэтому влагопоглощение у глины происходит неравномерно.
Неоднородность влажности при замерзании грунта приводит к неравномерной пучинистости при отрицательных температурах, что может привести к деформации фундамента.
Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.
Они могут размываться, разбухать, сжиматься, при замерзании вспучиваться. Фундаменты на таких грунтах строят ниже отметки промерзания.
При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.
Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.
Суглинки
По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.
В сухом состоянии такие грунты обладают значительной прочностью, но при увлажнении их грунт размягчается и резко уплотняется. В результате происходят значительные осадки, сильные перекосы и даже разрушения возведенных на нем сооружений, в особенности из кирпича.
Таким образом, для того чтобы лессовидные грунты служили надежным основанием для сооружений, нужно полностью устранить возможность их замачивания. Для этого необходимо тщательно изучить режим грунтовых вод и горизонты их высшего и низшего стояния.
Ил (илистые грунты)
Свойства илистых грунтов:
Самым существенным явлением, возникающим в илистых грунтах под действием внешней нагрузки, как указывалось выше, является разрушение их структурных связей. Структурные связи в илах начинают разрушаться при относительно незначительных нагрузках, однако лишь при некоторой, вполне определенной для данного илистого грунта величине внешнего давления происходит лавинное (массовое) нарушение структурных связей, причем прочность илистого грунта резко снижается. Эта величина внешнего давления носит название «структурной прочности грунта». Если давление на илистый грунт меньше структурной прочности, то свойства его близки к свойствам твердого тела малой прочности, причем, как показывают соответствующие опыты, ни сжимаемость ила, ни его сопротивление сдвигу практически не зависят от природной влажности. При этом угол внутреннего трения илистого грунта мал, а сцепление имеет вполне определенную величину.
Последовательность возведения фундаментов на илистых грунтах:
Сапропель
В их состав входит большое количество растительных осадков. По количеству их содержания различают:
Торфяники обычно сильно увлажнены, отличаются сильной неравномерной сжимаемостью и практически непригодны как основание. Чаще всего их заменяют на более пригодные основания, например, песчаные.
Влажность грунта
Из-за капиллярного эффекта грунты с мелкой структурой (глина, пылеватые пески) находятся во влажном состоянии даже при низком уровне грунтовых вод.
Поднятие воды может достигать:
Условия для слабопучинистого грунта
Относительно безопасные условия, чтобы грунт считался слабопучинистым, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:
Условия для среднепучинистого грунта
Грунт можно отнести к категории среднепучинистой, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:
Условия для сильнопучинистого грунта
Грунт будет сильнопучинистый, если уровень грунтовых вод будет выше, чем для среднепучинистых грунтов.
Определение типа грунта на глаз
Даже далекий от геологии человек, сможет отличить глину от песка. Но определить на глаз долю глины и песка в грунте уже не каждый сможет. Какой грунт перед вами суглинок или супесь? И каков процент чистой глины и ила в таком грунте?
Для начала обследуйте соседние жилые участки. Опыт создания фундамента соседей может дать полезную информацию. Покосившиеся заборы, деформации фундаментов при неглубоком их заложении и трещины в стенах таких домов говорят о пучинистых грунтах.
Потом нужно взять пробу грунта со своего участка, желательно ближе к месту будущего дома. Некоторые советуют сделать ямку, но узкую ямку глубокой не выроешь, да и что с ней потом делать?
Я предлагаю простой и очевидный вариант. Начните своё строительство с выкапывания ямы под септик.
У вас получится колодец с достаточной глубиной (не менее 3 метров, можно больше) и шириной (не менее 1 метра), который дает кучу преимуществ:
Только установите в колодец в ближайшее время бетонные кольца, чтобы колодец не осыпался от дождей.
Определение грунта по внешнему виду
Состояние сухой породы
Глина
Твёрдая в кусках, при ударе колется на отдельные комья. Комочки раздавливаются с большим трудом. Очень трудно растираются в порошок.
Суглинки
Комья и куски сравнительно тверды, при ударе рассыпаются, образуя мелочь. Растертая на ладони масса не дает ощущения однородного порошка. Песка на ощупь при растирании мало. Комочки раздавливаются легко.
Супесь
Сцепление между частицами слабое. Комья легко рассыпаются от давления рукой и при растирании чувствуется неоднородный порошок, в котором явно чувствуется присутствие песка. Супесь пылеватая при растирании напоминает сухую муку.
Песок
Песчаная саморассыпающаяся масса. При растирании в ладонях ощущение песчаной массы, преобладают крупные песчаные частицы.
Состояние влажной породы
Глина
Пластичное, липкое и мажущее
Шар при сдавливании не образует трещин по краям. При раскатывании даёт прочный и длинный шнур диаметром
Все материалы, представленные на сайте, носят исключительно справочный и ознакомительный характер и не могут считаться прямой инструкцией к применению. Каждая ситуация является индивидуальной и требует своих расчетов, после которых нужно выбирать нужные технологии.
Не принимайте необдуманных решений. Имейте ввиду, что то что сработало у других, в ваших условиях может не сработать.
Администрация сайта и авторы статей не несут ответственности за любые убытки и последствия, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.
Сайт может содержать контент, запрещенный для просмотра лицам до 18 лет.
Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов
Определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории
Возможно изучить характеристики грунта без лаборатории?
1. Введение
Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания которые позволяют определить во всех подробностях какие характеристики у грунтов, залегающих под будущим фундаментом. Эти данные позволят запроектировать максимально дешевый и экономичный фундамент с сохранением необходимых показателей надежности.
[Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]
Всегда, прежде чем отказаться от геологических изысканий, оцените риски от неверного принятия решения по фундаменту и сравните их с экономией на отказе от изысканий. В моем регионе бурение одной скважины и лабораторные исследования образцов грунта обойдутся в 30-40 тысяч рублей (с выдачей официального отчета о инженерно-геологических изысканиях).
Если на заказ изысканий в специализированной организации нет денег, и вы приняли решение самостоятельно запроектировать фундаменты, то необходимо определить характеристики грунтов хотя бы примерно, по визуальным признакам. Об этом читайте в ниже в данной статье.
2. Классификация грунтов
Для классификации грунтов полезно пользоваться нормативным документом – ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» — в нем указано все что необходимо знать о классификации грунтов строителю.
Самые крупные классы грунтов:
Скальные грунты, пожалуй, любой, даже абсолютно неподготовленный, человек сможет отличить от всех остальных типов грунта. На скальных грунтах из-за их высокой прочности проблем с фундаментом, с точки зрения несущей способности основания, не возникает – они часто сами могут служить фундаментом здания или сооружения.
Мерзлые грунты схожи по прочности со скальными и бывают сезонномерзлыми или многолетнемерзлыми. Сезонномерзлые грунты весной превращаются в талые и как основания фундаментов не могут использоваться.
Многолетнемерзлые грунты (ММГ) — это специфические грунтовые условия, проектирование фундаментов на которых одна из самых сложных задач и заниматься этим без помощи профессионалов не рекомендуется. В некоторой степени вопросы проектирования фундаментов на ММГ затронуты в соответствующей статье.
Техногенные грунты (свалки строительного или бытового мусора, грунтовые отвалы, отвалы отходов производств, золошлаковые насыпи) – так же очень специфические условия строительства. Проектирования фундаментов, опирающихся на такие грунты — задача для профессионалов и требует большой осторожности. Строить частный дом на таких грунтах обычно не приходится.
Биогенные грунты и почвенно-растительный слой не следует использовать как основание для фундамента т.к. помимо их очень низкой исходной несущей способности, органическая составляющая со временем разлагается, сильно уменьшаясь в объеме. Это вызывает большие неравномерные осадки фундамента и увеличивает среднюю осадку фундамента. Биогенные грунты как правило заменяют на другие более стабильные и прочные привозные грунты.
Развернутая классификация грунтов, если она вам интересна, будет рассмотрена в отдельной статье, а сейчас остановимся подробно на дисперсных грунтах, которые в подавляющем большинстве случаев служат основанием для фундаментов зданий и сооружений.
Дисперсные грунты делятся на два больших типа:
Крупнообломочные грунты состоят в основном из очень крупных каменных частиц (от 2 до 200 мм и более). Если пространство между каменными частицами крупнообломочного грунта заполнено песком или глинистым грунтом, и такого заполнителя более 30% по массе (для песчаного заполнителя более 40%), то характеристики грунта определяются только характеристиками заполнителя, без учета каменных включений.
[Частицы крупнообломочных грунтов одинакового размера могут называться по-разному: если их грани окатаны, округлые — то их называют валуны, галька, гравий; если не окатаны (заостренные рубленные грани), то частицы называют глыбы, щебень или дресва.]
По гранулометрическому составу (см. ГОСТ 12536) крупнообломочные грунты и пески подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:
[Число пластичности Ip – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. Простыми словамиIp это значение диапазона влажности в котором грунт является пластичным (может быть раскатан в шнур диаметром 3 мм). Чем больше значение Ip тем сильнее связи между частицами, для несвязных грунтов (песков) Ip
По мере увеличения влажности от сухого до водонасыщенного глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее.
По показателю текучести IL (показателю консистенции) глинистые грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:
По деформируемости дисперсные грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:
Разновидность грунтов
Модуль деформации E, МПа
Очень сильно деформируемые
E ≤ 5
Сильнодеформируемые
5 50
3. Основные характеристики дисперсных грунтов для проектирования фундамента
Чтобы сказать, что фундамент выдерживает нагрузки, передаваемые на него, нужно чтобы выполнялись 3 условия:
Для проверки устойчивости основания необходимо вычислить расчетное сопротивление R, а для этого в свою очередь нужны следующие характеристики:
[Возможно для предварительных расчетов фундаментов использование табличных значений расчетного сопротивление грунта R0, определяемых по коэффициенту пористости и типу/консистенции глинистого грунта или типу по крупности песчаного грунта]
Для расчета по деформации (расчеты осадок) нужны дополнительно: модуль деформации грунта Е.
Попытаемся определить все эти характеристики без обащения к помощи геологов и лаборатории.
Последовательность расчетов столбчатых и ленточных фундаментов на естественном (не свайном) основании подробно описана здесь. Там же можно посмотреть допускаемые осадки, крены и неравномерные деформации фундаментов по нормативной документации.
Кроме того, необходимо будет собрать нагрузки на фундаменты — в этом вам поможет эта статья.
4. Какие характеристики грунта можно и нужно определить без лаборатории?
Итак, если вас интересует как определить характеристики грунта без лаборатории, то речь скорее всего идет о строительстве дачи или небольшого частного дома. Но все равно есть возможность принять более-менее правильные решения по фундаменту.
Для этого нам нужно определить для грунта под подошвой будущего фундамента:
План у нас такой: определив вышеперечисленные показатели грунта мы сможем по таблицам «Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83» получить табличные физико-механические характеристики грунта (φ, с), включая его модуль деформации Е, а также предварительно посмотреть табличное расчетное сопротивление грунта основания R0. А это позволит нам выполнить все необходимые расчеты по фундаменты.
И хотя результат будет примерным, все же это лучше, чем строить наугад!
[Обратите внимание! Характеристики грунта, связанные с влажностью, такие как показатель текуческти IL или степень влажности Sr, определяют для природного состояния грунта, но эти показатели меняются при изменении влажности — например, при замачивании. Глинистый грунт, твердый в природном состоянии, может превратиться в жидкую грязь (IL> 1) при водонасыщении из-за подъема грунтовых вод или прорыва коммуникаций]
Если у Вас на участке оказались крупнообломочные грунты (более половины массы грунта — это камешки размером от 2 до 200 мм в поперечнике) то радуйтесь – лучшего основания для фундамента не найти (разве что лучше будут скальные грунты, но они создадут очень много проблем при необходимости откопать какой-либо котлован). Правда необходимо понять какой заполнитель между крупнообломочными частицами и сколько его:
5. Отбор образцов грунта
Для начала важно правильно выбрать глубину заложения фундамента – это будет либо глубина заложения ниже расчетной глубины промерзания грунта, либо малозаглубленный фундамент который заранее обречен на перекосы от пучения и приспособлен к этому. Вопрос выбора глубины заложения фундамента подробно расписан в этой статье.
После того как с глубиной заложения фундамента определились нужно сделать шурф или котлован (вертикальная горная выработка квадратного, круглого или прямоугольного сечения, небольшой глубины)
или проще говоря выкопать яму на глубину 0,5-1,5 метра больше чем глубина заложения будущего фундамента (копать можно с помощью дешевой рабочей силы). Размеры шурфа в плане можно делать минимальными, такими чтобы только можно было работать лопатой а стенки вертикальными (это безопасно только при глубине не более 2 м, дальше смотрите по обстоятельствам) или ступенчатыми – ступенчато уменьшая шурф с глубиной.
После откопки шурфа на его стенках будут видны слои грунта и можно будет определить их толщины. Но больше всего нас интересует грунт на глубине, равной глубине заложения фундамента и чуть ниже него – берем оттуда образцы грунта, если возможно ненарушенной структуры (не разрыхляя его).
Образцы грунта отбирать следует на глубине, равной глубине заложения фундамента и далее с шагом 20-50 см по глубине отберите еще несколько образцов. Минимальное количество образцов – 3 шт. Масса образцов нарушенной структуры (согласно ГОСТ 12071-2014):
Монолиты (образцы ненарушенной структуры) связных (глинистых) грунтов Обычно отбирают в виде куба со стороной 10-20 см при помощи ножа, лопаты и т.д. Монолиты из песчаных грунтов отбирают в тонкостенные стальные трубы диаметром 100-200 мм. Погружение трубы осуществляется путем надевания ее без больших усилий на столбик грунта, подрезываемого с краев внизу трубы.
Так же очень важно знать есть ли на этих глубинах грунтовые воды. Грунтовые воды появляются не сразу – необходимо выдержать паузу 30-60 минут. Если грунтовая вода появилась необходимо точно замерить глубину от дневной поверхности земли до зеркала воды.
6. Определяем характеристики дисперсного грунта самостоятельно без лаборатории
После отбора образцов (проб) грунта с ними придется повозиться — необходимо выполнить следующие манипуляции и эксперименты:
[Пылеватые частицы – это частицы размером 0,05…0,001 мм, глинистые – размером менее 0,001 мм, песчаные частицы – размером более 0,05 до 2 мм.]
Далее если вы определили, что грунт является песком необходимо определить его зерновой состав. Гравелистый песок или крупнообломочный грунт вы скорее всего определите сразу по внешнему виду и наличию крупных камней.
Проверим грансостав песка. Воспользуемся ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний». Для этого пробу грунта массой 2 кг полностью высушивают (по ГОСТ в сушильном шкафу, но мы сушим в помещении при комнатной температуре).
Нам понадобятся стандартные сита с отверстиями размером 0.5; 0.25 и 0.1 мм (сита № 063; 0315; 016) и как можно более точные весы (можно кухонные, лучше лабораторные).
Теперь рассмотрим случай, когда грунт оказался глинистым (таких случаев будет большинство). В этом случаем мы по таблице выше уже определили суглинок, глина или супесь перед нами:
и теперь необходимо определить показатель текучести грунта IL (консистенцию) в природном состоянии, то есть при той влажности которая была у него до отбора пробы (природная влажность).
Т.к. точно определить показатель текучести без лабораторного оборудования достаточно сложно (необходимо точно определить влажность грунта в трех состояниях, в сухом – после прокаливания грунта температурой 105°С), то придется определять этот показатель приблизительно по косвенным признакам пользуясь таблицей:
Консистенция глинистого грунта
Косвенные признаки состояния
Показатель текучести JL
Супесь
Твердое
При ударе рассыпается на куски. При растирании пылит, ломается на куски
JL 1,00
Суглинок и глина
Твердое
При ударе распадается на куски, при сжатии в ладони рассыпается, при растирании пылит, тупой конец карандаша вдавливается с трудом
JL 1,00
Из таблицы для надежности лучше принимать ILпо верхней границе диапазона в последнем столбце, но можно принять и среднее значение диапазона.
Коэффициент пористости е, д. е. и для песчаных и для глинистых грунтов определяется одинаково; определяют по его формуле:
где ps — плотность частиц грунта, г/см3;
pd — плотность сухого грунта, г/см3.
Плотность частиц Ps практически не меняется для всех грунтов и принимается по таблице:
Грунт
ρs, Т/м 3
диапазон
средняя
Песок
2,65—2,67
2,66
Супесь
2,68—2,72
2,7
Суглинок
2,69—2,73
2,71
Глина
2,71—2,76
2,74
Плотность сухого грунта Pd (плотность скелета грунта) определяем следующим способом:
Теперь по полученным данным можем используя таблицы 26..28 и 45..50 пособия определить все необходимые для расчетов устойчивости основания фундамента и его осадок физико-механические характеристики:
Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φn, град, и модуля деформации Е, МПа (кгс/см 2 ), песчаных грунтов четвертичных отложений.
Нормативные значения удельного сцепления сп, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φn, град, пылевато-глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений
Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелессовых грунтов
Примечания к таблицам:
Можно так же для предварительных расчетов воспользоваться табличными значениями расчетного сопротивления грунта R0, тогда не придется вычислять его по формуле, но можно сильно потерять в точности:
Предварительные размеры фундаментов должны назначаться по конструктивным соображениям или исходя из табличных значений расчетного сопротивления грунтов основания R0 в соответствии с таблицами. Значениями R0 допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий и сооружений III класса, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1) выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не увеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.
При использовании значений R0 для окончательного назначения размеров фундаментов пп. [2.182, 3.41, 8.28 (2.42, 3.10 и 8.4)] расчетное сопротивление грунта основания R, кПа (кгс/см 2 ), определяется по формулам:
где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см); g‘II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 (кгс/см 3 ); k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k1 = 0,05; k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k2 = 0,25, супесями и суглинками k2 = 0,2 и глинами k2 = 0,15.
Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной db ³ 2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d1 + 2 м (здесь d1 — приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (34 (8)) настоящих норм). При B > 20 м принимается d = d1.
Расчетные сопротивления R0крупнообломочных грунтов
