Строительная характеристика грунтов основания

Каковы же основные виды грунтов и их свойства? Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания. В строительстве принята следующая классификация грунтов.

Скальные грунты – залегают в виде сплошного массива: песчаники, кварциты, граниты или в виде трещиноватого слоя. Они несжимаемы и при отсутствии пустот и трещин являются наиболее надежными и прочными основаниями. Скальные грунты, залегающие в виде трещиноватых слоев, образующих подобие сухой кладки, менее прочны.

Крупнообломочные грунты представляют собой несвязанные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм: гравий, галька, щебень. Эти грунты малосжимаемы, непучинисты, водоустойчивы и представляют собой хорошее основание, если под ними расположен плотный слой.

Песчаные грунты в зависимости от размеров частиц подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. 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 пески средней крупности под нагрузкой от здания быстро уплотняются, при замерзании не вспучиваются и являются надежными и прочными основаниями.

Частицы грунта крупностью от 0.05 до 0.005 мм называют пылеватыми. Если в песке содержится пылеватых частиц от 15% до 50%, то такие пески относят к категориям пылеватых. При увлажнении и последующем замерзании такие грунты становятся пучинистыми. Несущая способность их при увлажнении уменьшается. В водонасыщенном состоянии они не способны воспринимать нагрузки от сооружений.

Глинистые грунты состоят из мельчайших частиц, крупностью менее 0,005 мм, которые имеют в основном чешуйчатую форму. Глины имеют большое количество тонких капилляров и большую удельную поверхность касания между частицами. Через капилляры вода заполняет все поры глины, образуя тонкие водо-коллоидные пленки, которые обволакивают частицы остова грунта. Поскольку поры глины в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании глины ее объем увеличивается и начинается процесс пучения.

Глинистые грунты подвержены большему сжатию, чем песчаные, но под действием нагрузок скорость уплотнения у глин значительно меньше, чем у песков. Вследствие этого, осадка зданий, основанием которого является глина, способна выдерживать значительную нагрузку.

Ленточные глины (глинистые грунты с песчаными прослойками) подвержены быстрому разжижению и, в связи с этим, несущая способность очень мала.

В зависимости от процентного содержания в грунте глинистых частиц различают:

- глины (содержание частиц глины более 30%)

- суглинки (содержание частиц глины 10-30%)

- супеси (содержание частиц глины 3-10%).

Итак, глинистые грунты в сухом или маловлажном состоянии способны воспринимать значительные нагрузки. При увлажнении их несущая способность снижается. Такие грунты отличаются длительной осадкой под нагрузкой и вспучиванием при замерзании.

Лессовые или лессовидные грунты относятся к группе глинистых грунтов и представляют собой однородную пористую тонкозернистую породу желтовато-палевого цвета, с преобладанием пылеватых частиц. Отличительной особенностью лессов является наличие макропор – крупных, видимых глазом пор, которые имеют вид ячеек и вертикальных каналов, способствующих проникновению воды в грунт.

В результате отсутствия водостойкости в связях между частицами лесса они легко размокают при увлажнении и дают большие неравномерные и быстро нарастающие осадки, носящие просадочный характер, поэтому макропористые лессовые грунты являются просадочными. При возведении здания на лессовом основании необходимо оберегать лесс от -замачивания.

Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке мест свалки, оврагов, прудов. Эти грунты обладают свойством неравномерной сжимаемости и, как правило, в качестве естественных оснований их использовать нельзя. Исключение составляют рефулированные насыпные грунты. Рефулирование – перекачка землесосом – рефулкром разжиженного грунта по трубопроводу. Рефулированные насыпные грунты являются хорошим основанием.

Плывуны – образованы мелкими песками и илистыми или глинистыми примесями, насыщенными влагой. Эти грунты настолько подвижны, что текут подобно жидкости. Вследствие своей подвижности и незначительной несущей способности плывуны малопригодны для использования в качестве оснований.

Грунты с органическими примесями, каковыми являются: торф, ил, болотный торф, растительный грунт неоднородны по своему составу и очень рыхлые. Эти грунты отличаются значительной неравномерной сжимаемостью и непригодны в качестве естественных оснований.

Грунтовые воды, заполняющие поры грун­тов основания, влияют на выбор типов фунда­ментов, их размеры, глубину заложения, гид­роизоляцию и другие водозащитные меропри­ятия. Для проектирования основания необхо­димо иметь данные об уровне грунтовых вод, его возможном изменении: сезонном, многолет­нем, в результате строительства и эксплуата­ции зданий и сооружений; о характере этих вод — их подвижности, химическом составе, напоре и т. д.

Изменение уровня грунтовых вод может иметь своим последствием изменение струк­туры грунта, его набухание, пучение, размыва­ние и т.д. Следует помнить, что увлажнение основания может быть не только в пределах уровня грунтовых вод, но и значительно вы­ше— в результате капиллярного поднятия во­ды. При диаметре капилляров 0,005 мм высо­та поднятия воды может составить: для мел­ких песков—0,1—0,5 м, пылеватых—0,5— 2 м, суглинков—5—15 м, для глин —5—50 м.

Подвижные воды при соответствующих скоростях перемещения могут размывать грунт основания или материал фундамента. Агрессивные примеси в воде могут разруши­тельно действовать и на грунт, и на фунда­мент. Напорные грунтовые воды затрудняют выполнение гидроизоляции фундаментов, ос­ложняют эксплуатацию подвалов.