Структурно-неустойчивые грунты
Структурно-неустойчивыми называют такие грунты, которые обладают способностью изменять свои структурные свойства под влиянием внешних воздействий с развитием значительных осадок, протекающих, как правило, с большой скоростью.
К структурно неустойчивым относят мерзлые, вечномерзлые, лёссовые, набухающие, слабые водонасыщенные глинистые грунты, засоленные грунты, насыпные грунты, торфы и заторфованные грунты.
Воздействия на структуру грунта делят на физические и механические.
Физические – это изменение количества воды, замораживание, оттаивание, нагрев грунта.
Механические – действия нагрузок собственного веса, вибрационные воздействия от работающих механизмов и ударные воздействия.
Мерзлые и вечномерзлые грунты.
Грунты всех видов относят к мерзлым грунтам, если они имеют отрицательную температуру и содержат в своем составе лед.
Вечномерзлыми называют грунты, которые находятся в мерзлом состоянии непрерывно в течение многих лет (трех и более).
Мерзлые и вечномерзлые грунты в естественном состоянии при отрицательной температуре являются очень прочными и малодеформируемыми грунтами.
При замораживании и оттаивании вечно мерзлые грунты меняют свои структурные свойства. Основной особенностью таких грунтов являются их просадочность при оттаивании.
Лёссовые грунты.
Лёссовые грунты по своей структуре и составу значительно отличаются от других видов грунтов. У лёссовых грунтов размер пор значительно превышает размер твердых частиц, такие грунты по-другому называют макропористыми.
В естественном состоянии лёссовые грунты обладают значительной прочностью за счет цементноционных связей и могут держать откосы высотой до 10 метров.
При увлажнении лёссовых грунтов цементноционные связи нарушаются, что приводит к разрушению макропористой структуры.
Разрушения связи сопровождаются потерей прочности грунта и возникающей просадкой.
Набухающие грунты.
К набухающим грунтам относят глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных минералов.
Набухающие грунты характеризуются набуханием (увеличением объема) при увлажнении и усадкой при высыхании.
Увеличение влажности возможно за счет подъема уровня грунтовых вод, накопления влаги от сооружений и нарушения природных условий, испарения воды.
Уменьшение влажности в основном связано с технологическими и климатическими факторами.
Слабые водонасыщенные грунты.
К слабым водонасыщенным грунтам относят илы, ленточные глины и другие виды глинистых грунтов, характерными особенностями которых являются их высокая пористость в природном состоянии, насыщенность водой, малая прочность и высокая деформированность.
Иламиназываются водонасыщенные современные осадки (морские, озерные, речные, лагунные, болотные), образовавшиеся при наличии микробиологических процессов.
Структура илов легко разрушается при статических нагрузках и еще легче – при динамических.
Ленточные глины, или ленточные отложения, – это толща грунта, состоящая из переслаивающихся тонких слоев и тончайших прослоек песка, супеси, суглинка и глины.
Суммарная мощность таких отложений может достигать 10 и более метров.
В природном состоянии такая толща имеет высокую пористость и большую влажность, что приводит к низкой прочности и большой деформации.
Торфы и заторфованные грунты.
Торф – это органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных остатков. Состав болотных остатков в них – не менее 50%.
Песчаные пылеватые глинистые грунты, состоящие из 10–50 % болотных остатков, называются заторфованными.Состав и свойства таких грунтов зависят от степени разложения органических веществ.
Торф относится к сильно сжимаемым грунтам.
Схема напластования, имеющая в составе торф и заторфованные грунты, является одним из наихудших типов оснований (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Типовые схемы напластования, имеющие в составе торф или заторфованные грунты:
I – в пределах всей сжимаемой толщи основания залегают торф или заторфованные грунты;
II – в верхней части сжимаемой толщи основания залегает слой торфа или заторфованного грунта;
III – в нижней части сжимаемой толщи основания залегают торфы или заторфованные грунты;
IV – сжимаемая толща в пределах пятна застройки здания включает односторонне (IV, a), двусторонне (IV, б) вклинившиеся линзы или содержит множество линз (IV, в) из торфов или заторфованных грунтов; V – в пределах глубины сжимаемой толщи находится одна (V, а) или несколько прослоек (V, б) торфа или заторфованного грунта, границы которых в плане выходят за пределы пятна застройки здания
Засоленные грунты.
К засоленным грунтам относятся крупнообломочные песчаные грунты, имеющие в своем составе большое количество легко- и среднерастворимых солей. Химическая суффозия солей (недостаток).
Защитные материалы, водозащитные мероприятия, защита от коррозии.
Насыпные грунты.
К насыпным грунтам относятся грунты природного происхождения с нарушенной структурой, а также отходы промышленного производства. Свойства таких грунтов очень различны и зависят от многих факторов (вид исходного материала, степень уплотнения, однородность и т. д.).
infopedia.su
Cлабые грунты на территории Санкт-ПетербургаLOZUNG
Термин «слабый глинистый грунт» утвердился давно и достаточно ясен для строителей, которые подразумевают под ним глинистый грунт со степенью влажности Sr>0,8, показателем консистенции IL>0,5, модулем деформации Е<5 МПа (в диапазоне давлений до 0,3 МПа) и расчетным сопротивлением Ro<0,15 МПа [1].
Грунты с такими характеристиками представляют собой морские аллювиальные отложения, слои которых занимают верхние стратиграфические горизонты в разрезах четвертичной системы (антропогена), венчающие седиментогенез на планете Земля. Эти отложения распространены повсеместно, во всех географических зонах Земли.
Выделение и картирование этих отложений является важной задачей инженерно-геологических исследований. Однако в систематике грунтов они занимают далеко не первое место.
Слабый грунт упоминается лишь в родоначальной наиболее обстоятельной классификации Ф.П.Саверенского (1937), и то в последнем классе грунтов особого состава и состояния наряду с мерзлыми, просадочными и другими грунтами иного происхождения и свойств, что также вызывает возражение.
Одним из главных изъянов всех известных классификаций, в том числе ГОСТ, является то, что грунты рассматриваются безотносительно к геодинамическим зонам их существования и не в той соразмерности, в какой они встречаются на Земле. В нашей квалификации слабые грунты составляют один из трех главных типов (табл.1).
Поясним основы этой классификации.
Верхняя зона выветривания совмещается с гидрогеологической зоной аэрации и зоной переменной сезонной температуры. В горных областях она достигает сотен метров, на равнинах сокращается до нескольких метров.
Различают физическое, химическое и биологическое выветривание, вкупе превращающее за геологическое время скальные магматические, метаморфические и осадочные породы в рыхлую глинистую массу — элювий.
На прочные грунты выветривание за малый (с геологической точки зрения) срок службы инженерных сооружений оказывает незначительное воздействие, особенно ниже уровня сезонного промерзания и оттаивания.
Таблица 1
Общая классификация грунтов
Геодинамические зоны | Прочные грунты | Слабые грунты | Неустойчивые грунты |
|---|---|---|---|
Зона выветривания, аэрации, переменной температуры |
1. Скальные Rсж>5 МПа 2. Полускальные Rсж=1-5 МПа 3. Дисперсные R0=0,15-1,0 МПа а) обломочные плотные и средней плотности; б) глинистые тугопластичные, полутвердые и твердые |
| 1.Техногенные 2. Рыхлые обломочные 3.Просадочные 4. Набухающие 5. Пучинистые 6. Засоленные 7. Эллювиальные 8. Суффозионно-опасные 9. Кастующиеся R0 — в широком диапазоне |
Зона катагенеза, водонасыщения, постоянной температуры | Глинистые R0=0,05-0,15 МПа мягкопластичные, текучепластичные и текучие супеси, суглинки и глины |
| |
Деформации при нагружении | Соответственно: 1 — упругие 2 — остаточные 3 -сокращающие поровое пространство | Пластические без сокращения объема | Просадки, провалы, блоковые смещения |
Примечание: Rсж — временное сопротивление сжатию; R0 — расчетное сопротивление.
Слабые грунты в зоне выветривания существовать не могут: они либо упрочняются, либо разрыхляются, становясь прочными или неустойчивыми грунтами. Их место — в зоне катагенеза, зоне ничтожных гипергенных изменений, водонасыщения и постоянной температуры.
Неустойчивые (экплуатационно-неустойчивые) грунты, наоборот, целиком принадлежат зоне выветривания, поскольку все они формируются в аэральных условиях.
Скальные и полускальные грунты характеризуются временным сопротивлением сжатию (Rсж). Дисперсные грунты характеризуются расчетным сопротивлением (R0), причем отложения с R0<0,05 МПа грунтами вряд ли можно назвать. Торф также не может считаться грунтом — это полезное ископаемое.
Прочные грунты под нагрузкой испытывают деформации: скальные — упругие; полускальные — хрупкое сжатие с трещинообразованием, дисперсные — сокращение порового пространства с перегруппировкой частиц.
Слабые глинистые грунты текучей, текучепластичной и мягкопластичной консистенции с пористостью более 40% подвержены, главным образом, пластическим деформациям, хотя при нагружении могут испытывать уплотнение благодаря оттоку части свободной воды. Сильносжимаемыми грунтами их ни в коем случае нельзя назвать.
Пластические свойства слабых грунтов обусловлены характером их порового пространства, состоящего из пор геля размером менее 0,001 мм (<1 мк) и капиллярных пор размером 0,001-0,5 мм. Поря геля заняты связной водой. Она блокирует свободную воду в капиллярных порах, иммобилизуя ее и определяя явление пластичности.
Неустойчивые грунты отличаются наличием макропор (0,5-2,0 мм), каверн (> 2 мм) и более крупных пустот вплоть до пещер в карстующихся породах. Для неустойчивых грунтов характерны блоковые смещения, просадки и провалы, напоминающие обрушение неустойчивых стержневых и арочных систем.
В районе Санкт-Петербурга представлены все три типа грунтов.
Относительно прочными грунтами являются ледниковые и межледниковые средне- и верхнечетвертичные отложения и дочетвертичные скальные породы.
Неустойчивые грунты развиты в соответствии с современными геологическими процессами — сезонной мерзлотой, суффозией и карстом.
Слабые грунты здесь относятся к постледниковому времени. Стало быть, чтобы указать распространение слабых грунтов, необходимо представить палеогеографию района в этом отрезке времени.
Основы четвертичной геологии данной территории заложил С.А.Яковлев [2].
Главное, что им руководило, это была идея существования громадных водных бассейнов на юге Фенно-Скандии в момент отступления последнего ледника, заимствованная им от шведских исследователей Де-Геера, Гуго Бергхеля Юлиуса Аилио и др.
Надо сказать, что широкое распространение поздне- и послеледниковых бассейнов в научных кругах начала нашего века вообще принималось безоговорочно и было вне всяких сомнений; обсуждались лишь их границы и причины их возникновения. Последними явились эвстетическое повышение уровня Мирового Океана в связи с таянием последнего ледника и погружением ледниковых вод в районе Датских проливов. Спусками вод через Датские проливы объединялось то, что бассейнов было несколько.
Став адептом этой идеи, С.А.Яковлев опубликовал в 1926 г. большой труд под названием «Насосы и рельефы Ленинграда и его окрестностей».
Взгляды о бассейновом развитии территории С.А.Яковлев изложил в своем популярном учебнике по общей геологии, на котором воспитывалось целое поколение геологов (и автор в том числе). Хрестоматийными стали понятия ледниковый бассейн, Рыбное озеро, иольдиево море, апциловое озеро, литориновое море с соответственно называемыми отложениями.
Со временем их стало больше, появилось первое и второе Балтийское ледниковое озера, первое и второе иольдиевое море.
Все эти названия прочно закрепились во всех стратиграфических схемах, на основе которых производилось картирование четвертичных отложений.
В последние годы увеличение трансгрессиями и регрессиями пошло на убыль, существование некоторых бассейнов было поставлено под сомнение. Известную роль в этом сыграли работы озероведов.
Главный вопрос состоит в том, что был ли у края отступающего через местность Санкт-Петербурга ледника единый глубокий приледниковый бассейн или ледник оставлял после себя сушу, озерный край, каким он представляется ныне.
От решения его зависит судьба и остальных бассейнов, ибо они рассматриваются как стадии развития этого изначального бассейна.
Главным аргументом в его пользу были ленточные глины, широко распростарненные в Европе. Но почему ленточные глины должны образовываться в одном громадном водоеме, а не во множестве мелких озер, на это ответа нет, как нет и иных бесспорных доводов в пользу существования единого приледникового бассейна.
Проще выглядит континентальная версия развития территории, хорошо решающая проблему распространения слабых грунтов. Изложим ее в кратком виде.
Видимо, около 20-30 тысяч лет назад Валдайский ледник активно продвигался на юг лишь двумя языками: один занимал чашу Балтийского моря, другой проходил по Ладожскому и Онежскому озерам.
Область Карельского перешейка тогда была покрыта остановившимся мертвым льдом.
С этой области и началась деградация ледника. Под ледником и в ледяных ущельях появились водные потоки, формируя первые флювиогляциальные накопления — озы, песчаные протяженные насыпи — гряды, бесспорные свидетельства недвижности льда (табл.2).
Таблица 2
Поверхностные отложения района Санкт-Петербурга
Генетические типы | Геологические индексы |
|---|---|
Дельтовые отложения поздней стадии развития Балтийского моря | dtIVb2 |
Морские отложения ранней стадии развития Балтийского моря | mIIIb1 |
Отложения лужского ледникового комплекса 1. Озерно-ледниковые 2. Зандровые 3. Камовые Флювиогляциальные 4. Озовые (водноледниковые) 5. Моренные |
lgIIIlz zIIIlz | cIIIbz|fIIIlz oIIIlz | gIIIlz |
Затем, в ледниковом покрове образуются более обширные проталины, которые заполняются слоистым песчаным материалом. После того как расстаял ограничивающий их лед, они приобрели форму холмов-камов, испещренных замкнутыми котлованами от вытаявшего льда.
Живописнейшие камовые ландшафты простираются сейчас к северу от линии Парголово — Юкки — Порошкино — Кузьмолово. Во многочисленных песчаных карьерах можно наблюдать отложения бурных временных потоков с косой слоистостью, переслоями гравия и гальки и включениями валунов.
Наконец, большая часть Карельского перешейка освобождается ото льда и ареной деятельности водных пороков становятся широкие пространства. Мерзлота мешает глубокому врезу и они часто меняют свои русла, отлагая песчаный материал и формируя плоские наклонные равнины — зандры.
Ближайшие к городу зандровое поле простирается к югу от Парголово-Озерковской озовой гряды. На краю зандра стоим д.Каменка.
Ранее эту площадь именовали террасой литоринового моря. Но она с поверхности сложена разнозернистыми грубыми песками, на ней рассеяны валуны — свидетельства бурной флювиогляциальной деятельности.
Водные потоки той эпохи были временными, моментами делались в буквальном смысле водноледниковыми, подобие грязекаменных, способными перекатывать валунный материал и нести глыбы льда. Зажорные явления внезапный подъем и спад уровня, перемещение вмерзших в лед валунов — все это, видимо, тогда имело место. Отложенные валуны и глыбы морозным пучением поднимались вверх и большей частью оказывались на поверхности земли. В некоторых местах грубообломочные флювиогляциальные отложения ныне принимаются за так называемую невеликую морену.
На зандрах образовывались небольшие озера, которые аккумулировали глинистый материал, захоронившийся в виде ленточных отложений. Дело в том, что тогда местность представляла собой голую полярную пустыню с остатками мертвого льда на месте Балтийского моря, Ладожского, Онежского и других крупных озер.
Поверхность пустыни подвергалась интенсивным эоловым процессом. Тонкая пыль выносилась далеко за ее пределы и формировала лессы Украины и Германии. А здесь более грубые частицы пыли и песка заносились снежной поземкой на лед озер. После таяния льда частицы оседали на дно, на глинистый осадок, образовавшийся за счет выпавших зимой коллоидов. Чем меньше был водоем, тем быстрее он заносилсся и тем больше была толщина лент, пара слойков, в песчано-глинистом осадке.
На роль эолового фактора в накоплении озерных отложений указывал академик Д.В.Наливкин [3].
Типичные ленточные глины встречаются на Карельском перешейке и в карьерах кирпичных заводов по берегам среднего течения р.Невы. Как мы видим, ленточные глины могли возникнуть лишь в пустынным ланшафте ледниковой эпохи. В современном климате они образоваться не могут, поэтому ленточные отложения имеют определенное стратиграфическое значение.
Ленточные глины являются отнюдь не самыми плохими грунтами. Во-первых, их возраст во всяком случае значительно больше десятка тысяч лет, больше времени современной эпохи (голоцепа). Во-вторых, они довольно уплотнены благодаря отжатию воды по горизонтальным песчано-алевритовым слойкам. В-третьих, не исключено, что они временами могли оказаться в зоне аэрации и подсыхать там, приобретая тугопластичную консистенцию.
Такие тугопластичные суглинки встречены в массовом количестве скважинами на территории севернее Муринского ручья, представляющей собой зандровую равнину. У автора в 1971 г. впервые закралось сомнение в том, что там побывали иольдовое море и анциловое озеро, что следовало из карты четвертичных отложений масштаба 1:10000, 1964 г.
На нашей карте грунтовых комплексов, составленной для прокладки глубоких коммуникаций по более чем двум тысячам скважин, контуры песчаных, песчано-глинистых и глинистых фаций оказались настолько мозаичными и закономерными, что говорить о каких-либо береговых линиях регрессировавших крупных водоемов не представилось возможным.
После того как последний лед растаял в Балтийском море и в наших великих озерах они превратились в водоемы с непрерывным циклом осадконакопления. Финский залив имел другую конфигурацию. Невская губа представляла собой лагуну, которая соединялась с морем проливом между Ломоносовым и Кронштадтом. От о.Котлин до северного побережья Финского залива была суша, о чем свидетельствуют данные изысканий по дамбе.
Лагуна больше вдавалась в континент, она распространялась до горизонтали в 8 мм нынешней суши. В ней первоначально отложился материал, вытаявший из мертвого льда — мягкопластичные суглинки и супеси с рассеянными включениями гравийного материала. Затем стали накапливаться чистые морские суглинки и глины, мощность морских отложений достигает 10…15 м, но весьма непостоянна.
Эти подморенные отложения первой стадии развития Балтийского моря (mIIIb1) целиком попадают в категорию слабых грунтов.
В современную эпоху осадконакопление коренным образом меняется. Континент покрывается лесами. Активизируется речная эрозия, в результате которой лагуна заполняется дельтовыми отложениями. С образованием р.Невы этот процесс многократно убыстряется. Дельта р.Невы поглощает дельты других рек, в ней растут острова.
Одновременно общее тектоническое поднятие, вызванное сходом ледникового покрова, дифференцируется: суша продолжает подниматься, а дно лагуны начинает опускаться. Свидетельством отрицательных движений является нахождение автохтонного торфа на глубине 6…12 м. Погребенный торф найден в Кронштадте и во многих местах центральной части города.
Движения совершались в основном по разломам, полукольцом охватившим лагуну (рис.1). Они выражены в рельефе в виде уступов, которые до сих пор принимаются за абразионные уступы террас древнебалтийского и литоринового моря.
Рис.1. Инженерно-геологическая карта Петербурга:
~~~ сбросы и флексуры, ограничивающие Усть-Невский грабен; — границы города; I — область распространения слабых грунтов; II — область распространения флювиогляциальных отложений, зандров, камов и озов; III — область распространения лужской морены.
Когда производилась геологическая съемка масштаба 1:10000 (1964 г.), то при построении разрезов, пересекавших в районе Коломяг сопряженный уступ обеих террас, на его месте ставился знак вопроса, так как не знали, как соединить одновозрастные породы выше и ниже уступа высотой 10 м, при том, что в уступе выходит морена. А между тем лучшего доказательства того, что тут проходит разлом, нельзя было придумать. Местами уступы сменяются довольно пологими скатами, заставляющими предположить, что здесь сбросы переходят во флексуры (перегибы) с небольшими вертикальными амплитудами.
Примером геоморфологического выражения флексуры может служить участок Невского проспекта между р. Фонтанкой и Московским вокзалом, где вполне заметен подъем проспекта к вокзалу.
Линия сбросов и флексур непрерывно тянется по обеим берегам Финского залива.
В Петергофе крутой уступ, обращенный к нижней площадке, где расположены фонтаны, тоже является текстоническим, точнее неотектоническим, т.к. смещение происходило в голоцене.
Лагуна оказалась, таким образом, в грабене, который заслуживает собственного названия, а именно Усть-Невского. Долгое время часть лагуны представляла заболоченную низину, так как дельтовые отложения могли накапливаться лишь немного выше моря. Она выглядела так, как Лахтинское огромное болото до намыва. Затем продолжающееся поднятие суши увлекло за собою и грабен. Одна часть, которая была, как считалось, дном литоринового моря поднялась до отметок 7…8 м. Другая, полагавшаяся дном древнебалтийского моря, откололась и достигла высоты лишь 3-4 м. Дальнейшая судьба грабена не ясна. Более прогнозируема территория за его пределами, которая стабильно поднимается, о чем говорят повыработанные профили глубоких речных долин.
Мощность дельтовых отложений в грабене достигает 25 м, составляя в среднем 10…15 м. Вверху они представлены пылеватыми песками, снизу -супесями и суглинками. Повсеместно встречаются прослои и целые слои песков более крупных, вплоть до гравелистых. Отложения содержат прослои торфа, коих по вертикали бывает не более двух. Растительные остатки встречаются по всему их разрезу, указывая на несомненное дельтовое происхождение осадков (dtIVb2). Глинистые разновидности их можно с полным правом отнести к слабым грунтам. Таким образом, местом распространения слабых грунтов (mIIIb1 b dtIVb2) в районе Санкт-Петербурга является Усть-Невский грабен, очерченный на рис.1. За его пределами на территориях с отметками более 8 м абс. высоты развиты преимущественно прочные и отчасти неустойчивые грунты.
В таком представлении грунтовых условий видятся лучшие перспективы фундаментостроения в Санкт-Петербурге по сравнению с бытующей негативной точкой зрения.
Литература
1. М.Ю.Абелев. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений. М.Стройиздат. 1973.
2. С.А.Яковлев. Насосы и рельефы Ленинграда и его окрестностей. Изд-во научно-мелиорат.инст. № 8-9. Ленинград, 1926.
3. В.Д.Наливкин. Учения о фациях. т.II.1955.
www.geonaft.ru
|
www.compancommand.com
Физические свойства грунтов и их строительная классификация
Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты
Физические свойства грунтов и их строительная классификация
Грунты состоят из твердых минеральных частиц, жидкости и газа и, таким образом, представляют собой (при положительной температуре) трехфазную систему. Грунты различают по многим признакам, наиболее важными из которых являются их физические и механические свойства.
Для оценки и классификации грунтов оснований образцы, полученные в результате инженерно-геологических изысканий, подвергают лабораторным исследованиям. Образцы грунта должны иметь ненарушенную структуру, для этого их отбирают из относительно больших по объему образцов грунта (монолитов), полученных из шурфов и скважин.
После лабораторных исследований полученные физические характеристики сопоставляют с классификационными для качественной оценки свойств грунтов и возможности их использования для оснований сооружений.
Соотношение между фазами во многом определяют физические свойства грунтов.
В результате лабораторных исследований определяют три основных показателя: плотность грунта ненарушенной структуры р, которая равна отношению массы образца грунта к его объему; плотность твердых частиц ps, равную отношению массы твердых частиц к их объему, и природную влажность и, равную отношению массы содержащейся в грунте воды к массе твердых частиц.
Для более полной оценки свойств грунтов помимо основных используют и дополнительные физические характеристики: гранулометрический состав, плотность грунта в сухом состоянии, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель текучести.
Гранулометрический состав характеризует содержание по массе групп частиц (фракций) грунта различной крупности по отношению к общей массе абсолютно сухого грунта. Он определяется просеиванием через стандартные сита.
Грунтам оснований зданий и сооружений даются наименования в описаниях результатов изысканий, проектах оснований и фундаментов в соответствии с классификацией, установленной ГОСТ 25100 — 82. В соответствии с данной классификацией различают скальные и нескальные грунты.
К скальным грунтам оснований относят изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами, залегающие в виде сплошного или трещиновидного массива. Их подразделяют в зависимости от предела прочности одноосному сжатию Ra коэффициента размягчаемости ^(отношение сопротивлений одноосному сжатию в водонасыщенном и сухом состоянии) и степени выветрелости &„ (отношения массы образца выветрелого грунта к массе невыветрелого образца того же грунта).
По пределу прочности одноосному сжатию различают скальные грунты очень прочные (Rt> 120 МПа), прочные (120>Д> 50 МПа), средней прочности (50>Д>15 МПа), малопрочные (15>RC>5 МПа), пониженной прочности (5>Д>3 МПа), низкой прочности, весьма низкой прочности Д
Для скальных пород, способных растворяться в воде, следует устанавливать степень их растворимости. В большинстве случаев скальные грунты являются надежными основаниями.
К нескальным грунтам относят крупнообломочные — несцементированные — грунты, содержащие обломки кристаллических или осадочных горных пород с размером частиц более 2 мм — больше чем 50% по массе; песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, которые содержат частицы крупнее 2 мм менее чем 50% по массе и не обладают пластичными свойствами (1Р0,01.
При наличии в кругшообломочном грунте более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато-глинистого от общей массы воздупшо-сухого грунта в наименовании грунта приводится вид заполнителя с указанием характеристик последнего.
Основания, сложенные крупнообломочными грунтами, как правило, являются надежными. Прочность крупнообломочных грунтов снижается при увеличении коэффициента выветрелости, окатанно-сти частиц и количества глинистого заполнителя. Наличие в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя практически не снижает его сопротивляемость внешним нагрузкам. При общей оценке оснований, состоящих из крупнообломочных грунтов, необходимо учитывать условия образования и характер залегания пластов. При наклонном залегании и наличии песчаных и глинистых прослоек могут образовываться поверхности скольжения, существенно снижающие устойчивость основания.
По плотности сложения песчаные грунты оцениваются следующим образом.
Плотность сложения является очень важной характеристикой при оценке свойств песчаных оснований. Иногда плотность сложения определяют статическим и динамическим зондированием.
Песчаные грунты, как и крупнообломочные, в большинстве случаев являются надежными основаниями. С увеличением размеров частиц и плотности сложения прочность и устойчивость песчаных оснований возрастают, а их деформации затухают достаточно быстро.
Пески гравелистые, крупные и средней крупности, имеющие плотную и среднюю плотность Сложения, хорошо сопротивляются действию внешней нагрузки, претерпевая при этом незначительные деформации. Рыхлые пески слабо сопротивляются внешним нагрузкам, и их использование в качестве оснований требует специального обоснования.
Обводнение гравелистых, крупных и мелких песков мало сказывается на их прочности, а пылеватые пески могут снижать свою прочность при увеличении влажности.
Несущая способность пылевато-глинистых грунтов во многом зависит от пористости и влажности, при уменьшении коэффициента пористости снижается и степень сжатия под действием внешней нагрузки. С увеличением пористости и влажности пылевато-глинистых грунтов уменьшается их сопротивляемость силовому воздействию, поэтому при проектировании фундаментов на основаниях из пылевато-глинистых грунтов следует учитывать изменение пористости и влажности в зависимости от гидрогеологических и климатических условий.
Твердые и полутвердые пылевато-глинистые грунты являются надежными основаниями, в пластичном состоянии их используют в качестве оснований при условии, если величина осадки не превышает предельно допустимой, в текучепластичном и текучем состоянии пылевато-глинистые грунты используют для строительства только после специального обоснования, так как при действии даже небольших давлений эти грунты способны терять устойчивость.
Пылевато-глинистые грунты способны испытывать деформации, продолжающиеся в течение нескольких десятилетий, что необходимо учитывать при проектировании оснований. Среди пылевато-глинистых грунтов следует выделить особую категорию — илы, просадочные и набухающие грунты.
К илам относят пылевато-глинистые грунты в начальной стадии формирования, образовавшиеся как осадок в воде при воздействии микробиологических процессов. Такие грунты обладают большой пористостью и анизотропией.
Использование илистых грунтов в основании сооружений требует специального обоснования в силу их незначительной прочности, обусловливаемой только структурными связями.
Просадочными называют грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании дают значительную дополнительную осадку (просадку). Этим свойством обладают в основном лёссы и лёссовидные грунты. Такой вид грунтов имеет высокую пористость (>0,44) и в необводненном состоянии обладает достаточной несущей способностью, обусловливаемой прочностью структурных связей. При замачивании эти связи нарушаются, происходит просадка с изменением внутренней структуры грунта.
При строительстве на просадочных грунтах осуществляется комплекс мероприятий, направленных на устранение или уменьшение влияния просадочности на здания и сооружения.
К набухающим относят грунты, способные при увлажнении или воздействии химических растворов увеличивать свой объем. Возможен и обратный процесс — уменьшение объема при снижении влажности, который называют усадкой. Основания, сложенные набухающими грунтами, рассчитывают по специальной методике, а при возведении фундаментов используют специальные конструктивные и эксплуатационные мероприятия.
Особую категорию грунтов составляют засоленные, биогенные, насыпные и вечномерзлые грунты. Засоленные грунты при длительной фильтрации воды способны испытывать дополнительную суф-фозионную осадку и снижать прочность в результате выщелачивания, подвергаться набуханию и просадке при замачивании и формировать агрессивную среду, которая может оказать вредное воздействие на подземные конструкции сооружений. Биогенные грунты (торфы и сапропели) представляют собой смесь песчаных или глинистых грунтов с растительными остатками. Они характеризуются большой сжимаемостью медленным развитием осадок, анизотропией и возможностью формирования агрессивных сред по отношению к материалам подземных конструкций.
При проектировании оснований зданий и сооружений следует уделять особое внимание насыпным грунтам, если их используют в качестве оснований. Насыпные грунты имеют большую степень неоднородности, обусловливающей неравномерность сжимаемости, и способны изменять свойства при динамических воздействиях. В них могут содержаться органические включения, шлаки и глины, вызывающие снижение прочности, дополнительные осадки, набухание и усадку.
Вечномерзлые грунты расположены в основном на севере, в районах Сибири и Дальнего Востока. Они характеризуются наличием в порах воды, которая находится в замерзшем состоянии, что во многом и определяет их свойства. Изменение температурного режима вечномерзлого грунта может вызвать его оттаивание, приводящее ж возникновению дополнительных осадок.
Похожие статьи:
Основания под фундаменты зданий и сооружений
Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
stroy-spravka.ru