Гранулометрический состав грунтов

Гранулометрический состав грунтов – это процентное соотношение не связанных в агрегаты первичных частиц материала. От него зависят многие свойства – пористость, плотность, просадочность, водопроницаемость. Эта характеристика лежит в основе ряда классификаций. Зная гранулометрический состав грунта, можно приблизительно представить его свойства и определить сферу применения.

• Гранулометрический состав грунтов
• Основные элементы грунта
• Агрегатный состав грунта
• Макроагрегаты
• Микроагрегаты
• Классификация грунтов по гранулометрическому составу
• Крупнообломочные
• Песчаные
• Глинистые
• Методы определения гранулометрического состава грунтов
• Лабораторные методы
• Ситовый метод
• Ареометрический метод
• Пипеточный метод
• Определение гранулометрического состава грунта в домашних условиях
• Влияние гранулометрического состава на область применения грунтов

Основные элементы грунта

Элементы грунта – это частицы, которые соединены между собой прочными химическими связями. Они могут представлять собой кристаллы или аморфные соединения. Размеры частиц колеблются от тысячных долей миллиметра до десятков сантиметров. Зерна с приблизительно одинаковым диаметром объединяются во фракции.

По составу элементы грунта разделяются на:

• Минеральные частицы
  Состоят из первичных и вторичных минералов. Первые – это частицы горной породы (песок, гравий). Вторые образовались в процессе химического выветривания (вторичные глинистые минералы). Химические элементы могут быть связаны кристаллическими, аморфными или коллоидными связями.
• Органоминеральные частицы
  В их состав входят органические и минеральные вещества (сапропель, ил, заторфованный грунт).
• Органические частицы
  Это частицы почвы, состоящие из гумуса и полуразложившихся растений (торф).

По форме зерен частицы разделяются на:

• Окатанные
  Поверхность их зерен гладкая. Обычно это происходит из-за того, что грунт долгое время находился в воде и постепенно отшлифовывался.
• Неокатанные
  Поверхность шероховатая, с острыми углами и сколами. Чаще всего это зерна горных пород, отколовшиеся от основного монолита из-за процессов выветривания.

В таблице приведена классификация элементов грунта в зависимости от их диаметра, с учетом формы зерен.

Элементы грунта	Описание грунта	Фракции	Размер фракций (мм)
Валуны (окатанные частицы) и глыбы (неокатанные)	Встречаются в скальных трещиноватых и разборных грунтах.	Крупные	Более 800
		Средние	От 400 до 800
		Мелкие	От 200 до 400
Галька (окатанная) и щебень (неокатанный)	Входят в состав галечниковых и щебнистых грунтов (скальные грунты со средней степенью выветривания). Галька встречается на дне водоемов или в местах, где они раньше находились. Щебень чаще получают искусственно, при дроблении горной породы.	Крупные	От 100 до 200
		Средние	От 60 до 100
		Мелкие	От 10 до 60
Гравий (окатанный) и дресва (неокатанный)	Встречаются в гравелистых и дресвяных грунтах с высокой степенью выветривания.	Крупные	От 5 до 10
		Мелкие	От 2 до 5
Песчаные частицы	Состоят в основном из оксида кремния, входят в состав песчаных грунтов, супесей и суглинков.	Грубые	От 1 до 2
		Крупные	От 0,5 до 1
		Средние	От 0,25 до 0,5
		Мелкие	От 0,10 до 0,25
		Тонкие	от 0,05 до 0,10
Пылеватые частицы	Составляют основную часть лессов и лессовидных суглинков.	Крупные	От 0,01 до 0,05
		Мелкие	От 0,002 до 0,01
Глинистые частицы	Состоят из глинистых минералов (алюмосиликатов и силикатов). Входят в состав глинистых грунтов, суглинков и супесей.
Илистые частицы	Чаще всего образуются на дне водоемов, имеют органоминеральный состав.	Грубые	От 0,0005 до 0,001
		Тонкие	От 0,0001 до 0,0005
Коллоидные частицы	Одна из составляющих плодородной почвы, обеспечивает поглотительную способность грунта. Коллоиды состоят из глинистых минеральных, органических соединений.		Менее 0,0001

В упрощенном варианте все частицы с диаметром более 0,01 мм принято называть физическим песком, а с размером до 0,01 мм – физической глиной. В почвах зерна с размерами больше 1 мм называют скелетом (хрящом), а физическую глину и песок – мелкоземом.

Агрегатный состав грунта

Элементарные частицы грунта могут скрепляться между собой, образуя агрегаты разного размера. Это значительно изменяет структуру и некоторые свойства грунта. Например, повышается водопроницаемость, уменьшается просадочность. В почве благодаря агрегатной структуре усиливаются процессы разложения органики, улучшается аэрация, повышается плодородие.

В минеральных (строительных) грунтах в роли цементирующего вещества выступают мергели, оксиды железа, карбонаты. Они сцепляют между собой крупные обломки, мелкие песчаные, пылевидные и глинистые частицы. В почве элементы грунта склеиваются полисахаридами, гуминовыми веществами.

Агрегаты разделяются по размеру на:

• Макроагрегаты – больше 0,25 мм в диаметре.
• Микроагрегаты – до 0,25 мм в диаметре.

Макроагрегаты

К макроагрегатам минерального грунта относятся конгломераты и брекчии. Конгломераты – это сцепленные между собой окатанные частицы (галька, гравий). Брекчии – угловатые обломки породы. Агрегаты состоят из одной или нескольких пород.

По диаметру они разделяются на:

• Валунные конгломераты (глыбовые брекчии) – 10-100 см
• Крупногалечные конгломераты (крупнощебенистые брекчии) – 5-10 см
• Среднегалечные конгломераты (среднещебенистые брекчии) – 2,5-5 см
• Мелкогалечные конгломераты (мелкощебенистые брекчии) – 1-2,5 см

Макроагрегаты почвы разделяются на типы и роды:

1. Кубовидный тип с плохо выраженными гранями и слабо оформленными агрегатами (роды):
   
   — Глыбистый – 5-10 см и больше
   — Комковый – 1-5 см
   — Пылеватый – до 0,5 см
2. Кубовидный тип с хорошо оформленными агрегатами и выраженными гранями (роды):
   — Ореховатый – 7-10 мм
   — Зернистый – 0,5-5 мм
3. Призмовидный тип (роды):
   — Столбовидный (с плохо выраженными гранями) – 3-5 см
   — Столбчатый (с хорошо выраженными гранями) – 3-5 см
   — Призматический – 1-5 см
4. Плитовидный тип (роды):
   — Плиточный – 1-5 мм
   — Чешуйчатый – 1-3 мм

Оптимальной для почвы считается ореховатая и зернистая структура. Именно такие агрегаты встречаются в черноземе.

Микроагрегаты

В состав микроагрегатов входят пылевидные и глинистые частицы. Они сцепляются между собой коллоидными и цементирующими связями. В качестве склеивающих компонентов выступают гумус, полисахариды, минеральные вещества (карбонаты, оксиды железа, глинистые минералы).

Микроагрегатный состав нестабильный, он зависит от условий внешней среды. При увлажнении грунта количество агрегатов увеличивается. При высушивании они распадаются на элементарные частицы.

Для определения микроагрегатного состава пробу грунта просевают через серию сит. Частицы, задержавшиеся на сите с ячейками 0,1 мм, промывают до чистой воды. Все элементы, которые останутся после промывки, считаются микроагрегатами. Их просушивают и взвешивают. Для получения точных результатов пробы предварительно замачивают в воде и кипятят в течении часа.

Микроагрегатный анализ грунта дополняет гранулометрический. Он позволяет точнее определить структуру и дисперсность материала. Микроагрегаты в некоторых грунтах, особенно глинистых, занимают большую часть объема. Это изменяет свойства материала, глина по своим характеристикам становится похожей на мелкий песок.

Классификация грунтов по гранулометрическому составу

По гранулометрическому составу грунты разделяют на 3 основные группы:

1. Крупнообломочные
2. Песчаные
3. Глинистые

Крупнообломочные

Так называют грунты с диаметром зерен, превышающим 2 мм. В таблице подана их классификация.

Если в крупнообломочном грунте содержится больше 40% песка или 30% глины, то эти материалы включаются в название. Например, дресвяно-песчаный, щебенисто-глинистый грунт, песчано-гравийная смесь. Когда в грунте присутствует больше 50% ракушки, то его называют ракушечным, при наличии 25-50% таких примесей – с ракушкой.

Песчаные

В песчаных грунтах содержатся частицы с диаметром 0,1-2 мм и выше. Их разновидности представлены в таблице.

Крупнообломочные и песчаные грунты разделяются по степени неоднородности (Cu) на:

• Однородные (Cu меньше 3)
• Неоднородные (Cu больше 3)

Степень неоднородности определяется по формуле: Cu=d60/d10, где d60 и d10 – диаметр частиц, меньше которого в грунте находится 60% и 10% зерен соответственно.

Глинистые

Глинистые грунты состоят из частиц с диаметром менее 0,01 мм. Но в них практически всегда есть примеси песка.

В таблице поданы виды глинистых грунтов в зависимости от количества песчаных частиц в них.

Супесь, суглинок и глина классифицируются также по числу пластичности. У супесей оно равно 1-7, у легких суглинков 7-12, у тяжелых – 12-17, у легкой глины 17-27, у тяжелой превышает 27.

В глинистых грунтах могут присутствовать частицы с диаметром более 2 мм. В таблице поданы их особенности.

Дальше мы расскажем о том, как определяется гранулометрический состав разных грунтов.

Методы определения гранулометрического состава грунтов

Существуют прямые и непрямые методы определения гранулометрического состава грунта. К прямым относится непосредственное измерение частиц. Если в крупнообломочных материалах это сделать можно, то для глинистых и песчаных грунтов приходится использовать дорогое оборудование (электронные или световые микроскопы). Поэтому на практике чаще используют непрямые методики.

В большинстве случаев определить гранулометрический состав можно только в лабораторных условиях. Однако есть и более простые способы, которыми можно воспользоваться, не имея под рукой специальных приспособлений. Обо всем этом мы расскажем далее.

Лабораторные методы

Гранулометрический состав грунтов определяют такими методами:

• Ситовым
• Ареометрическим
• Пипеточным

Детальнее о них вы можете прочитать дальше.

Ситовый метод

Ситовый метод используется для определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов. Размеры большинства зерен в них превышают 0,1 мм.

При ситовом методе пробу грунта просеивают через серию сит с диаметром отверстий 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,25 и 0,1 мм. Предварительно образец растирают в ступе, чтобы избавиться от комков и выделить все элементарные частицы.

При анализе грунта с частицами от 10 мм до 0,1 мм используют промывку водой. Пробу выкладывают на сито с диаметром ячеек 0,1 мм. Струей промывают ее, пока вода не станет чистой. Затем оставшиеся частицы высушивают и разделяют на фракции.

При ситовом методе выделяют следующие фракции грунта:

• Более 10 мм
• 10-5
• 5-2
• 2-1
• 1-0,5
• 0,5-0,25
• 0,25-0,1

Для определения гранулометрического состава каждую фракцию взвешивают. Затем вычисляют ее процентное содержание – вес фракции разделяют на общий вес пробы и умножают на 100.

Ареометрический метод

Ареометрический метод определения гранулометрического состава используется для грунтов с диаметром частиц менее 0,1 мм. Его суть – в измерении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью прибора ареометра.

Пробу грунта измельчают и просеивают через сита с разным диаметром. Частицы, которые остались на сите 0,1 мм, дополнительно смывают водой. Смешивают пробу весом около 30 г, которая прошла через самое мелкое сито, и разбавляют ее дистиллированной водой (около 200 мл). Добавляют в полученную суспензию 25% раствор аммиака и кипятят смесь 30 минут (пески и супеси) или 1 час (суглинки).

Когда проба остынет, к ней добавляют стабилизатор — пирофосфорнокислый натрий (4% или 6,7% раствор). Суспензию взбалтывают и опускают в нее ареометр.

Замеры делают с определенными промежутками времени:

• 1 минута (для частиц с диаметром менее 0,05 мм)
• 30 минут (для частиц с диаметром более 0,01 мм)
• 11 часов (для частиц с диаметром более 0,02 мм)

Данные замеров фиксируют в специальном журнале. Затем по формуле вычисляют процентное содержание каждой фракции. Для зерен размером до 0,1 мм это делают так же, как при ситовом методе. Для фракций 0,1-0,05, 0,05-0,01, 0,01-0,002 используется формула, в которой учитываются плотность воды, плотность частиц, масса зерен с диаметром менее 0,1 мм и процентное содержание частиц с диаметром более 1 мм.

Пипеточный метод

При пипеточном методе суспензия из мелких частиц грунта готовится так же, как и при ареометрическом. Измерение объема частиц с разным диаметром делают с помощью специальной пипетки с боковыми отверстиями. Она имеет трехходовой канал, который соединяется с аспиратором и колбой с дистиллированной водой.

Перед взятием проб колоба с суспензией взбалтывается на протяжении 1 минуты. Когда частицы осядут в нее опускается пипетка. В верхних слоях концентрируются микрочастицы с диаметром 0,001-0,002 мм. В нижних оседают более крупные зерна.

Пипетка опускается на разную глубину, где и проводятся заборы проб:

• На 7 см в течение 30 с – частицы менее 0,001 и 0,002 мм
• На 10 см в течение 10-15 с – частицы менее 0,005 и 0,01 мм
• На 25 см в течение 25 с – частицы менее 0,05 мм

После забора проб их высушивают и взвешивают. Затем по формуле высчитывают процентное содержание.

Определение гранулометрического состава грунта в домашних условиях

Самостоятельно можно лишь приблизительно определить гранулометрический состав, отличить один вид грунта от другого. Чаще всего это делается для мелкозернистых глинистых и песчаных грунтов.

Вот несколько методов:

1. Чтобы отличить глину, суглинок и супесь, образец смачивают, затем делают шнур или шар. Супесь быстро распадается, не держит формы. Суглинок скатывается в шнур, но по его краям появляются трещины, он быстро распадается при подсушивании. Глина хорошо держит форму, сохраняет ее даже после высушивания.
2. Образец грунта размачивают в стакане с водой. На дно будут оседать крупные песчинки, а мелкие частицы расположатся вверху. Обычной линейкой измеряют высоту осадка, а затем по объему вычисляют процентное содержание глинистых и песчаных частиц. Например, высота осадка 10 см. Из этого 3 см занимает песок, а 6 см глина. Значит в грунте около 30% песчаных частиц и до 60% глинистых. Скорее всего вы имеете дело с суглинком.
3. Различить разные виды грунтов можно на ощупь. Глина с трудом растирается, частицы тонкие, мягкие. В суглинке ощущаются песчинки, а в супеси лишь слегка прощупываются пылевидные и глинистые частички.

Повторим, эти три способа позволяют определить гранулометрический состав лишь примерно. Перед началом ответственных работ стоит заказать анализ в лаборатории. В каких случаях стоит знать гранулометрический состав грунта, мы опишем дальше.

Влияние гранулометрического состава на область применения грунтов

Гранулометрический состав грунта влияет на многие его свойства – водопроницаемость, влагоемкость, плотность, прочность, просадочность. Поэтому при выборе материала или оценке грунта на участке важно ориентироваться на этот показатель.

Вот несколько рекомендаций по выбору грунта:

• Для устройства основания под фундаментами и дорожным полотном
  Основанием может служить природный грунт на участке или привозной. Второй вариант используют в тех случаях, когда грунт приходится укреплять, частично или полностью заменять. На участках чаще всего попадаются глинистые или песчаные грунты, гораздо реже – скальный с разной степенью выветривания.
  Одно из самых надежных оснований – галечниковый или щебенистый грунт. Он хорошо пропускает воду, крупные зерна прочные и выдерживают большие нагрузки. Желательно, чтобы грунт был неоднородным. Тогда он лучше уплотняется, менее подвержен сдвигу (мелкие зерна заклинивают крупные). Хорошей прочностью обладает глина. Мелкие частицы соединяются между собой коллоидными связями, образуя сплошной твердый массив с низкой водопроницаемостью. Но глинистые грунты склонны к набуханию и морозному пучению.
  Не лучшим основанием будет мелкий песок и грунт с большим содержанием пылевидных частиц (лес и лессовидный суглинок). Эти материалы обладают высокой просадочностью. Такой грунт на участке нужно либо заменять, либо укреплять скалой, щебнем, гравием.
  Подробнее об этом читайте в статье Грунт для фундамента.
• Для выравнивания участков
  Для выравнивания участков лучше всего использовать мелкозернистый грунт с однородным гранулометрическим составом. Подойдет песок, суглинок, супесь. Также с этой целью можно использовать мелкий гравий или дресву (фракция 2-5), без крупных включений.
• Для засыпки пазух фундамента
  Пазухи фундамента нужно засыпать материалом, который пропускает воду так же или меньше, чем основной грунт на участке. Лучше всего брать мелкозернистый суглинок, глину или супесь.
• Для гидроизоляции
  Грунт для гидроизоляции используют при оборудовании колодцев. Лучше всего в этом случае подойдет глина. Ее мелкие зерна хорошо утрамбовываются и образуют водонепроницаемый слой за счет коллоидных связей.
• Для засыпки ям, траншей, котлованов
  Для засыпки ям, траншей и котлованов можно брать грунт с любым гранулометрическим составом. Здесь в первую очередь обращают на стоимость материала. Часто используют котлованный грунт. Если в ямах и траншеях проложены коммуникации, лучше засыпать их песком, дресвой или гравием. Эти грунты хорошо пропускают воду, не набухают и не пучинятся.
  Подробнее об этом читайте в статье Грунт для обратной засыпки.
• Для засыпки временных и грунтовых дорог, ремонта дорог
  Для грунтовых дорог следует использовать материалы со средним размером зерен 2-10 мм (гравий, галечник, дресву). Желательно, чтобы в них не было включений глины и мелкого песка. Такие частицы быстро смываются водой, дорога разрушается. Временные проезды можно засыпать песком или супесью. Если по временной дороге будет ездить тяжелая техника, лучше использовать крупнообломочный грунт, как и на грунтовках.
• Для обустройства обочин и насыпей
  Для обочин и насыпей можно использовать как крупнообломочные грунты, так и песчаные или глинистые. Очень важно, чтобы частицы материала имели шероховатую поверхность. Окатанные зерна плохо сцепляются между собой, поэтому насыпи становятся неустойчивыми.
• Для укрепления грунта
  Грунт укрепляют, чтобы увеличить его прочность и уменьшить просадочность. Лучше всего для этого подходят крупнообломочные разновидности – галечник, щебень, гравий. Гранулометрический состав их может быть неоднородным – частицы разного размера при трамбовке создают эффект расклинцовки и образуют прочный слой, устойчивый к сдвигам и вертикальным нагрузкам.
• Для изготовления бетона низких марок
  Для изготовления бетона используют крупнообломочные грунты – гравий, щебень. В них не должно быть пылевидных и глинистых частиц, которые создают пленку на поверхности крупных зерен и ухудшают адгезию. Включения песка вполне приемлемы. Песчаные грунты без примесей глины также используются в качестве наполнителя для бетона.

Гранулометрический состав грунта – это лишь одна из характеристик, на которую стоит ориентироваться при выборе материала. Но от нее зависят многие другие свойства. Уже по названию грунта вы можете сориентироваться, из каких зерен он состоит. Но в ряде случаев лучше воспользоваться услугами специалистов, чтобы точно определить гранулометрический состав. В первую очередь это касается грунтов под фундаментами, для возведения насыпей или изготовления бетона.

Категория грунтов по сейсмическим свойствам. Оценка сейсмической опасности территории строительства.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Забайкальский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ЗабГУ»)

факультет дополнительного профессионального образования

Контрольная работа

по дисциплине: “Спецкурс по проектированию

строительных конструкций”

Выполнил: ст. гр. СТСп 11-1 Бакшеева А. А.

Проверил: преподаватель

М. В. Чечель

Чита 2014

Содержание

2. Устройство оснований и фундаментов при использовании многолетнемерзлых грунтов по принципу II

Список используемых источников

1. Категория грунтов по сейсмическим свойствам. Оценка сейсмической опасности территории строительства.

Таблица 1 — Сейсмичность площадки строительства

Категория грунта по сейсми- ческим свойствам	Грунты	Дополнительная информация о скоростях сейсмических волн			Сейсмичность площадки строительства при сейсмичности района, баллы
		Скорость попереч- ных волн, м/с	Отношение скоростей продольных и поперечных волн	7		8	9
I	Скальные грунты всех видов (в том числе вечномерзлые и вечномерзлые оттаявшие) невыветрелые и слабовыветрелые: крупнообломочные грунты плотные маловлажные из магматических пород, содержащие до 30% песчано-глинистого заполнителя: выветрелые и сильновыветрелые скальные и нескальные твердомерзлые (вечномерзлые) грунты при температуре минус 2 °С и ниже при строительстве и эксплуатации по принципу I (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии)	700	1,7-2,2	6		7	8
II	Скальные грунты выветрелые и сильновыветрелые, в том числе вечномерзлые, кроме отнесенных к категории I; крупнообломочные грунты, содержащие более 30% песчано-глинистого заполнителя с преобладанием контактов между обломками; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности маловлажные и влажные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности маловлажные; глинистые грунты с показателями консистенции 0,5; при коэффициенте пористости 0,9 для глин и суглинков и 0,7 — для супесей; вечномерзлые нескальные грунты пластичномерзлые и сыпучемерзлые, а также твердомерзлые при температуре выше минус 2 °С при строительстве и эксплуатации по принципу I	250-700	1,45-2,2 для неводонасыщенных 2,2-3,5 для водонасыщенных	7		8	9
III	Пески рыхлые независимо от влажности и крупности; пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные и средней плотности водонасыщенные; пески мелкие и пылеватые плотные и средней плотности влажные и водонасыщенные; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5; глинистые грунты с показателем консистенции 0,5 при коэффициенте пористости 0,9 для глин и суглинков и 0,7 — для супесей; вечномерзлые нескальные грунты при строительстве и эксплуатации по принципу II (допускается оттаивание грунтов основания)	150-250 60-150*	3,5-7 7-15*	8		9	9
* Грунты с большой вероятностью склонны к разжижению и течению при землетрясениях интенсивностью более 6 баллов.

— Скорости и относятся к средневзвешенным значениям скоростей сейсмических волн в грунтах 10-метровой толщи, считая от планировочной отметки.

— При расхождении оценок категории грунтов по сейсмическим свойствам на основе литологических признаков и по скоростным характеристикам сейсмических волн категорию грунтов следует относить к более неблагоприятной.

— Пылевато-глинистые грунты (в том числе просадочные) при коэффициенте пористости 0,9 — для глин и суглинков и 0,7 — для супесей могут быть отнесены ко II категории по сейсмическим свойствам, если нормативное значение их модуля деформации 15,0 МПа, а при эксплуатации сооружений будут обеспечены условия неподтопления грунтов основания.

— Отнесение площадки к категории I грунтов по сейсмическим свойствам допускается при мощности слоя, соответствующего категории I, более 30 м от планировочной отметки.

— В случае неоднородного состава грунты относят к более неблагоприятной категории по сейсмическим свойствам, если в пределах верхней 10-метровой толщи (считая от планировочной отметки) слои, относящиеся к этой категории, имеют суммарную толщину более 5 м.

— При прогнозировании подъема уровня грунтовых вод и обводнения грунтов (в том числе просадочных) в процессе эксплуатации здания и сооружения категории грунтов следует определять в зависимости от свойств грунта (влажности, консистенции) в замоченном состоянии.

— При строительстве на вечномерзлых нескальных грунтах по принципу II, если зона оттаивания распространяется до подстилающего талого грунта, грунты основания следует рассматривать по фактическому состоянию их после оттаивания.

— Для объектов повышенного уровня ответственности зданий и сооружений, строящихся в районах с сейсмичностью 6 баллов на площадках строительства с грунтами категории III по сейсмическим свойствам, расчетную сейсмичность следует принимать равной 7 баллам.

— При определении сейсмичности площадок строительства транспортных и гидротехнических сооружений следует учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 7 и 8.

— Глинистые и песчаные грунты при расположении уровня грунтовых вод на глубине менее 5 м (считая от планировочной отметки) и отсутствии данных об их физических характеристиках следует относить к категории III по сейсмическим свойствам.

Оценка сейсмической опасности территории строительства

Интенсивность сейсмических воздействий в баллах (сейсмичность) для района строительства принимается по картам общего сейсмического районирования территории Российской Федерации ОСР-97 или по Списку населенных пунктов РФ, расположенных в сейсмических районах.

Сейсмичность района строительства, указанная на картах общего сейсмического районирования, относится к участкам со средними грунтовыми условиями (II категория по таблице 1 СНиП II-7).

Сейсмичность площадки строительства следует определять на основании сейсмического микрорайонирования (СМР), выполняемого для районов с сейсмичностью 6 баллов и более.

Влияние типа фундамента (в том числе свайного), его конструктивных особенностей и глубины заложения при оценке сейсмичности площадки, указанной на карте СМР, не учитывается.

При отсутствии карт СМР допускается упрощенное определение сейсмичности пло­щадки строительства по материалам инженерно-геологических изысканий и сейсмичности района строительства по таблице 1 СНиП II-7.

Корректировка сейсмичности площадки строительства, указанной на карте СМР, по материалам общих инженерно-геологических изысканий с применением таблицы 1 СНиП II-7 не допускается.

Не следует, как правило, размещать сооружения на участках, неблагоприятных в сейсмическом отношении, к которым относятся следующие площадки строительства:

— сложенные водонасыщенными грунтами, способными к виброразжижению при землетрясениях;

— с возможным проявлением осыпей, обвалов, оползней, карста, провалов и деформаций от горных выработок;

— расположенные в зонах возможного прохождения селевых потоков или снежных лавин;

— расположенные на цунамиопасных участках.

При необходимости строительства на участках, указанных в п. 5.6, следует:

— проводить инженерные мероприятия по улучшению сейсмических свойств грунтов или их замене;

— принимать меры по укреплению оснований;

— в проектах зданий предусматривать дополнительное усиление несущих конструкций.

Повышение сейсмичности площадки строительства с целью косвенного учета перечисленных в п. 5.6 неблагоприятных факторов не допускается

Основы классификации почв для инженерно-геологических работ

Посмотреть полную статью можно здесь.

Что бы ни строилось, оно прочно настолько, насколько прочна почва или скала, на которой оно стоит. Для инженеров-основателей знание механики грунта важнее, чем когда-либо, поскольку мы отправляемся в места с низким качеством и даже неизвестными почвенными условиями.

Что такое почва?

Посмотрите внимательно на грязь под ногами. Вы стоите на минеральных частицах, образовавшихся из разложившейся породы. Горная порода разрушается в результате выветривания (воздухом, льдом, ветром и водой) и химических процессов. Почва также включает воздух, воду или органические материалы, образовавшиеся в результате распада растительности. (И другие живые существа, такие как птицы и жуки.)

Основные типы почв

Существует четыре основных типа почв:

Песок

Песок состоит из очень мелких кусочков выветренной породы (обычно гранита, известняка и кварца). Неспособность удерживать воду и недостаток питательных веществ делают его плохим выбором для выращивания большинства видов растений. Однако кокосы и дыни лучше всего выращивать на песчаной почве. Песок лучше всего использовать для дренажных систем.

Ил

Ил в основном встречается вблизи воды – например, в реках и озерах. Это потому, что этот тип почвы легко перемещается течением. Ил состоит из минеральных частиц, которые крупнее песка, но мельче глины. Поскольку он тонкий и гладкий, он хорошо удерживает воду, особенно по сравнению с песком. Ил довольно плодороден и часто используется для улучшения качества почвы, используемой для выращивания сельскохозяйственных культур.

Глинистая почва

Глина — полярная противоположность песка. Внутри него мало или совсем нет воздуха, из-за чего частицы плотно упаковываются друг в друга. Он легко удерживает воду, что делает его липким. Но, высушите его, и он будет очень гладким. Очевидно, идеальный выбор для изготовления вазы, но паршивый для дренажа. Это самая плотная почва, которая не дает корням растений места для расширения и роста.

Суглинок

Суглинок представляет собой комбинацию трех других типов почвы. Он содержит лучшие качества ила, песка и глины. Он может удерживать влагу, содержит здоровое количество питательных веществ, но не настолько плотный, чтобы препятствовать расширению корней. Он идеально подходит для фермерства и по этой причине называется 9.0045 сельскохозяйственная почва .



Как классифицируется почва?
Единая система классификации почв (USCS)

Единая система классификации почв (USCS) представляет собой стандартизированный способ описания почвы инженерами-геотехниками. Классификация используется при проектировании структурных проектов, таких как мосты, подпорные стены и здания. Эта более точная классификация основана на анализе размера зерен и тестировании пределов Аттерберга образцов почвы с предполагаемого участка.

Модифицированная унифицированная система (MUD)

Процедура модифицированной унифицированной системы (MUD) включает визуальное и ручное исследование образцов почвы на предмет текстуры, пластичности и цвета. Описание почвы основано на суждениях человека, делающего описание. Классификационные тесты предназначены не для проверки описания, а для предоставления дополнительной информации для анализа проблем проектирования грунта или для возможного использования грунта в качестве строительного материала.

Эта система предназначена для предоставления наилучшего описания образца почвы тем, кто участвует в процессах планирования, проектирования, строительства и технического обслуживания.

Характеристики почвы

Существует множество различных способов определить, как будет работать почва. Здесь мы определяем некоторые из этих характеристик:

Прочность на сдвиг

Прочность на сдвиг — это мера силы, которую грунт может выдержать, прежде чем он рухнет сам на себя.

Проницаемость

Проницаемость описывает, насколько легко вода проходит через почву.

Сжимаемость

Сжимаемость показывает, насколько легко уменьшается объем грунта под действием механических нагрузок. Скорость консолидации также важна для того, чтобы осадка конструкции находилась в пределах, которые продлевают ее использование и срок службы.

Уплотнение

Почвенные пустоты представляют собой карманы воздуха и воды в почве. Консолидация – это сжатие, которое происходит, когда на почву оказывается постоянное давление, и вода из пустот вытесняется. Эта характеристика обычно относится к илам и глинам. Глины, насыщенные водой, консолидируются медленно, поскольку их проницаемость низкая.

Консолидация отличается от уплотнения. Уплотнение происходит, когда плотность ненасыщенного грунта увеличивается из-за того, что воздух вытесняется из пустот. Уплотнение почвы происходит, когда ее плотность увеличивается, потому что вода дренируется из ее пустот.

Другая информация для описания грунтов

Вы можете увидеть кучу коричневой грязи, но инженер фундамента видит (и проверяет) гораздо больше.

Цвет

Описание цвета ограничено двумя цветами. Примеры цвета почвы включают коричневый, черный, серый и красный. Если почва состоит из трех и более цветов, ее следует описывать как разноцветную или пеструю. Затем отмечают два преобладающих цвета.

Влажность

Влажность почвы на месте определяется как сухая, влажная или влажная.




Пластичность

Почва описывается как очень пластичная, пластичная, малопластичная или непластичная. Образец почвы должен быть влажным или влажным для определения пластичности. Проверить пластичность довольно просто:

Вы возьмете небольшой образец влажной почвы и скатаете его в проволочную полоску толщиной около 3 мм. Если вы вообще не можете сформировать полосу, она не пластиковая. Если вы можете сформировать полосу, но она легко ломается, она низкопластична. Это пластик, если вы можете сформировать полосу, но если вы ее сломаете, вы не сможете сформировать ее снова. Наконец, если полосу, которую вы формируете, нелегко разорвать, и один и тот же образец можно формировать в полосу много раз, он считается очень пластичным.

Структура

Структура почвы описывается как трещиноватая, глыбовая или слоистая.

Трещиноватый

Можно сломать вдоль визуальных переломов с небольшим сопротивлением.

Блочный

Вы можете легко разбить почву на угловатые комки. Эти комки не могут быть далее разрушены (без чрезмерного давления).

Слоистый

Различные почвы наслаиваются друг на друга. Это могут быть разные цвета или типы почвы. Слои толщиной менее четверти дюйма описываются как ламинированные .0046 . Мелкозернистые слои идентифицируются как ленточные .

Форма частиц

Крупнозернистые почвы бывают угловатыми, почти угловатыми, полуокруглыми или округлыми. Описание мелкозернистых грунтов не будет включать угловатость или форму частиц.

Подождите… Есть еще

Должны быть включены любые дополнительные описательные термины, которые считаются полезными при идентификации почвы, например, известняковый и цементированный .

Известковая

Почва этого типа отличается высоким содержанием карбонатов кальция и магния и идеально подходит для выращивания винограда для производства вина.

Цементированный

Химический агент, такой как карбонат кальция, удерживает частицы цементированного грунта вместе. Небольшие образцы сцементированного грунта нельзя вручную растолочь пальцами в порошок.

Классификация OSHA

Управление по охране труда (OSHA) классифицирует почву как тип A, тип B или тип C. Почему их это волнует? Потому что каждый год при обрушении траншей погибает 40 строителей. Знание типа почвы и принятие надлежащих мер предосторожности до того, как они начнут копать, буквально спасает жизни.

Почва типа А наиболее безопасна для раскопок. Почва типа С опасна.

Простой и достаточно надежный способ определить тип грунта — проверить его связность. (Почва бывает связной или гранулированной. Связная почва слипается. В более липкой почве больше глины.) Чтобы оценить прочность почвы на сжатие, ткните в нее большим пальцем. Вы действительно должны сильно постараться, чтобы сделать углубление в почве типа А. Ваш большой палец будет опускаться примерно до конца ногтя большого пальца, если это тип B. Если ваш большой палец полностью погружается в образец почвы, это тип C.

Грунт типа А

Грунт типа А имеет прочность на сжатие не менее 1,5 тонны на квадратный фут. Он не трескается и через него не просачивается вода. Он не должен вибрировать от копров или интенсивного движения.

Тип B

Грунт типа B не слипается так сильно, как грунт типа A. Его прочность на сжатие составляет от 0,5 до 1,5 тонны на квадратный фут.

Тип C

Грунт типа C очень нестабилен, потому что его частицы не слипаются, и он имеет низкую прочность на сжатие, равную или менее 0,5 тонны на квадратный фут. Любая почва, через которую просачивается вода, относится к типу С.

Проверить сейчас; Сохранить позже

Инженер по фундаменту отвечает за определение состояния грунта на рабочей площадке. Инвестиции в программу бурения и испытаний могут предотвратить дорогостоящие сбои или чрезмерно консервативный дизайн. Потратив несколько тысяч долларов, можно сэкономить на проектировании и строительстве сотни тысяч долларов.

Больше, чем грязь

Эта куча грязи на стройплощадке имеет решающее значение для планирования и проектирования проекта. Инженер по фундаменту должен точно определить специфические характеристики грунта. От этого зависит безопасность сооружений, построенных на этой почве.

Посмотреть полную статью можно здесь.

Классификация природных грунтов

Классификация грунтов сгруппирована по категориям жесткости грунта (SC) на основе типичной жесткости грунта при уплотнении. Жесткость грунта — это свойство грунта, обычно представленное численно модулем деформации, который указывает относительную величину деформации, которая произойдет при заданной нагрузке. Категория-1 указывает на грунт, который обычно обеспечивает самую высокую жесткость грунта при любом заданном проценте максимальной плотности по Проктору, и грунт, который обеспечивает заданную жесткость грунта при наименьшем усилии уплотнения. Каждая категория жесткости грунта с более высоким номером обеспечивает последовательно меньшую жесткость грунта при данном проценте плотности r и требует большего усилия уплотнения для обеспечения заданного уровня жесткости грунта. Максимальная стандартная плотность по Проктору — это максимальный сухой удельный вес уплотненного грунта при оптимальном содержании влаги (содержание влаги, при котором достигается максимальная плотность). Категория жесткости почвы 1 (SC1) Щебень и гравий с <15% песка и ≤ 5% мелких частиц. Материалы SC1 обеспечивают максимальную стабильность и опору трубы при заданной плотности благодаря низкому содержанию песка и мелких частиц. С минимальными усилиями эти материалы можно укладывать при относительно высокой жесткости грунта в широком диапазоне влажности. Кроме того, высокая проницаемость материалов SC1 может помочь в контроле воды, и эти материалы часто желательны для заделки в горных выемках, где часто встречается вода. Категория жесткости грунта 2 (SC2) GW, GP, SW, SP и грунты с двойным символом, начинающиеся с одного из этих символов, например, GW-GC, SP-SM и т. д., содержащие <12% мелких частиц. Материалы SC2 при уплотнении обеспечивают относительно высокий уровень поддержки трубы; тем не менее, открытые градуированные группы могут допускать миграцию, и размеры должны быть проверены на совместимость с соседним материалом. Категория жесткости грунта 3 (SC3) GM, GC, SM, SC с содержанием мелких частиц более 12%; и ML, CL или пограничные загрязнения, начинающиеся с одного из этих обозначений, например, ML/CL, с 30% или более, оставшимися на сите № 200. Материалы SC3 обеспечивают меньшую поддержку заданной плотности, чем материалы SC1 и SC2. Требуются более высокие уровни усилий по уплотнению и необходимо контролировать содержание влаги. Эти материалы обеспечивают приемлемый уровень поддержки трубы после достижения надлежащей плотности. Категория жесткости почвы 4 (SC4) ML, CL или пограничная почва, начинающаяся с одного из этих обозначений, например ML/MH, при этом на сите № 200 остается менее 30%. Материалы SC4 требуют геотехнической оценки перед использованием. Содержание влаги должно быть близко к оптимальному, чтобы свести к минимуму усилия по уплотнению и достичь требуемой плотности. При правильном размещении и уплотнении этот материал может обеспечить достаточный уровень поддержки трубы; тем не менее, эти материалы могут быть непригодны при высоких нагрузках, поверхностных колесных нагрузках или вибрационных уплотнителях и трамбовках с высоким уровнем энергии. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.