определение суглинка в поле

Как определить грунт «на глазок»

Характеристики грунта определяют не только конструкцию фундаментно-цокольной части, но и возможность построить дом вообще. Известно, насколько проблематично что-либо возводить, сваять на плывунах, на торфяниках, где под поверхностным слоем глинистовидных наносов скрывается обманщиковая подложка.

Во время строительства этап №1 работ — определить характеристики грунта. А также узнать обводненность участка, глубину промерзания, вероятность морозных пучений, и как следствие выбрать найоптимальнейшую конструкцию фундамента.

Создавать подземную часть дома по принципу «с запасом прочности» — большой урон денежно-хозяйственному положению. Ведь может «показаться» нормальным и 2- 3-х кратное увеличение тяжелых закладочных материалов.

Правильное направление преодолений производственных осложнений- изыскания и исследование грунта, определение характеристики. Но можно ли это сделать «на глазок» своими рукам?

Что в котловане

Даже далекий от геологии человек, сможет отличить песок от песчаного сланца – весьма твердой горной породы. Это очевидные явные различия.

Но сложности возникают, когда необходимо определить разновидности глинистых грунтов.

Что находится в котловане – глина, суглинок или супесь? И каков процент чистой глины в таких грунтах?

Наличием глинистых и пылевидных частиц и обуславливается склонность грунтов к пучению.

Далее рассмотрим возможность самостоятельно определить виды глинистых грунтов. Можно воспользоваться ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». Там все расписано «от А до Я». Но практическая польза все же не велика. Так как, например, параметр «предел прочности» без лаборатории не измеришь.

Но сперва создайте достаточной глубины котлован, чтобы брать грунт залегающий как напротив стенок фундамента, что очень важно (поднимающие силы направленные по касательной к стенкам), так и под подошвой

Пластичность – важная характеристика

Важнейшей характеристикой глинистых грунтов является «число пластичности». Оно характеризует способность грунтов удерживать воду. Число пластичности для глинистых грунтов имеет следующие значения:

Чем более пластичный материала, тем больше в нем воды, и он лучше лепится, — склеивается, сохраняет форму целостность даже в виде тонких фигур.

Но число пластичности – результат лабораторных исследований.

Попробуем определить вид грунта в котловане под фундамент, не прибегая к конечному числу пластичности, а воспользовавшись визуальными различиями.

Что сделать для определения качеств

1. Кусочек грунта растираем в руках, пробуем определить на ощупь – если в нем песчаные частички. Исходя из своих ощущений делаем вывод:

2. Ладонями скатываем из грунта шнурок и другие фигуры:

Еще способы определения грунта

Для тех же, кто хочет своими руками заменить геологические исследования, приведена таблица – Способы определения грунта, — здесь необходимо скатывать из грунта тонкий шнур, шарик, определять на ощупь пластичность и включение частиц, разглядывать состав в лупу…

С каждым образцом изъятым с определенной глубины котлована, нужно проделать несколько манипуляций согласно данных в следующей таблице

Описанный, не научный, но зато практичный метод, все же весьма груб. Процентное содержание песчаных частиц в грунте подобными методами не получишь.

Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице.

Еще сведения по определению качеств.

Метод отделения песка от глины для изучения грунта

Вручную отделить песок от глины можно в банке с водой. А затем измерить линейкой толщину их слоев, что в грубом приближении, укажет на примерное процентное соотношение глины из песка. Набить руку в таких экспериментах можно, если повторить их многократно, взяв образцы явно разных грунтов.

Делается следующее. Берется банка с водой, туда насыпается грунт и усердно перебалтывается. После полного размешивания, необходимо дать некоторое время для взвеси отстояться, иногда для мелких частиц нужно весьма значительное время. Песок осаживается, образует видимый уплотненный слой внизу, а глинистые частицы плавучие, остаются в толще или поднимаются вверх.

Измерив толщину видимых слоев вверху и внизу стеклянной тары, можно приблизительно судить о характере грунта. Эти данные соотнести с приведенными выше табличными значениями, и по этому дать грунту свое наименование и характеристики не дожидаясь лабораторных анализов.

Источник

SGround.ru

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 I_p – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. Простыми словами I_p это значение диапазона влажности в котором грунт является пластичным (может быть раскатан в шнур диаметром 3 мм). Чем больше значение I_p тем сильнее связи между частицами, для несвязных грунтов (песков) I_p

По мере увеличения влажности от сухого до водонасыщенного глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее.

По показателю текучести I_L (показателю консистенции) глинистые грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:

По деформируемости дисперсные грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:

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 I_L 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 (I_L > 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 I_L (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:

Из таблицы для надежности лучше принимать I_L по 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 p_s — плотность частиц грунта, г/см3;

p_d — плотность сухого грунта, г/см3.

Плотность частиц P_s практически не меняется для всех грунтов и принимается по таблице:

Плотность сухого грунта P_d (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 с_п, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φ_n, град, и модуля деформации Е, МПа (кгс/см 2 ), песчаных грунтов четвертичных отложений.

Нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φ_n, 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 d_b 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 R₀ крупнообломочных грунтов

Расчетные сопротивления R₀ песчаных грунтов

Источник

Суглинок

Владимир Иванович Даль определяет суглинок как «почву с немалой примесью глины» [2] и приводит в своём словаре крестьянскую пословицу:

Содержание

Этимология термина

Слово «суглинок» — означает «близкое к глине, рядом с глиной» и этимологически делится на две части следующим образом: «предлог» су-, родственный современным русским предлогам «с-» и «со-», а также корень «глин-(ок)». На современном русском языке данное слово могло бы звучать как *соглина (как например сотоварищ, соратник, сотрудник)

Для сравнения можно привести в пример такие слова, как супесь (почва, близкая к песку, но не песок), сумрак (состояние, близкое к темноте (мраку), почти мрак), сутолока (состояние, близкое к толкотне, тесноте (толоке), но ещё не теснота), судорога (состояние, близкое к дрожи, но ещё не сама дрожь).

Классификация суглинков

Геологический толковый словарь

Горная энциклопедия

Горная энциклопедия даёт определение суглинка, как рыхлую песчано-глинистую осадочную горную породу, содержащую 10—30 % (по массе) глинистых частиц (размером менее 0,005 мм) и выделяет в суглинке следующие виды:

Виды подразделяются в зависимости от содержания песчаных зёрен соответствующего размера и пылеватых частиц.

Технический железнодорожный словарь

Технический железнодорожный словарь, выпущенный в 1941 году, определяет суглинок, как мелкозернистый грунт, содержащий более 10—15 % глинистых частиц.

Также данный словарь утверждает, что суглинок обладает значительным сцеплением, небольшой пластичностью, слабо пропускает воду и легко размывается, а также то что в железнодорожном деле такие грунты применяются как материал для земляного полотна.

Словарь-справочник по физической географии

Также данный словарь-справочник подразделяет суглинок на три разновидности: валунный, лёссовидный и покровный.

Классификация по ГОСТ

ГОСТ описывает суглинок, как осадочную дисперсную горную породу, состоящую из глинистых, песчаных и пылеватых частиц, с числом пластичности I_P = 7-17.

В соответствии с ГОСТ 25100-95 [8] в зависимости от показателя текучести суглинки подразделяют на твердые I_L См. также

Примечания

Литература

Попов А. И. Грунтовые жилы на севере Западной Сибири. «Вопр. физич. географии полярных стран», вып. 2. Изд-во МГУ, 1959.

Источник