Слабые грунты классификация: Библиотека государственных стандартов

Автор

Содержание

В.В. Охотин

Вениамин Васильевич Охотин

Выдающийся русский ученый, один из основоположников отечественного и мирового грунтоведения. После окончания Нижегородской духовной семинарии (1910) блестяще окончил Варшавский университет и защитил магистерскую диссертацию: «Твердость и пластичность черноземов в связи с их химическим составом» на ученую степень кандидата естествознания (1914). Был рекомендован продолжить образование во Фрайбергской горной академии, но учебе помешала Первая мировая война. В.В.Охотин активный участник Перовой мировой войны и гражданской войны, где в сначала в должности штабс-капитана воевал начальником штаба 1 Воздухоплавательной армии на Северном фронте, затем начальником мастерских в воздухоплавательной части Красной Армии, оборонявшей Петроград. После демобилизации в 1921 г поступил на должность ассистента кафедры почвоведения Петроградского сельскохозяйственного института, работая под руководством проф.

Н.И.Прохорова и академика К.Д.Глинки. Здесь в почвенной лаборатории в 1922 году впервые в России начал систематическое изучение физико-механических грунтов в дорожных целях, которые продолжил в 1923-1930 гг. в Дорбюро ГУМЕС. В 1929/1930 году совместно с П.А.Земятченским организует на геологическом факультете Ленинградского государственного университета первую в мире кафедру грунтоведения. С 1933 и до своей смерти в 1954 ее бессменный заведующий. Перу В.В. Охотина принадлежит 47 работ, многие из которых послужили началом новых направлений в грунтоведении и вошли в «золотой фонд» отечественной и мировой науки.
Основные труды: «Методы и указания по исследованию грунтов для дорожного дела» (1928), «Классификация частиц грунтов» (1932), «Дорожное почвоведение и механика грунтов» (1934), «Физические и механические свойства грунтов в зависимости от их минералогического состава и степени дисперсности» (1937). Им написан учебник «Грунтоведение» (1940) первое систематическое описание физико-механических свойств грунтов.
Вениамин Васильевич успешно работал в области разработки методики полевых почвенно-грунтовых исследований в дорожных целях, в области создания и усовершенствования методики определения гранулометрического состава и физико-механических свойств грунтов. Им разработаны гранулометрические классификации грунтов и грунтовых частиц, а также дорожная классификация грунтов, изучено влияние отдельных факторов (степени дисперсности, минералогического состава, состава поглощенных оснований) на свойства грунтов. Важнейшее значение имели его пионерские работы в области технической мелиорации грунтов.
Вклад Вениамина Васильевича Охотина в грунтоведение огромен и бесспорен.
Память о нем всегда будет жить в его работах.

ОПЫТ УСТРАНЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОСАДОК МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ | Хомяков

СНиП РК 2.03.30-2006* «Строительство в сейсмических районах».

Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. – М.: Стройиздат. — 1985.

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

МСП 5.01-102-2002. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

СНиП РК 1.02-18-2004. Инженерные изыскания для строительства.

«Отчет об инженерно-геологических изысканий на объекте: «Строительство многоквартирного жилого здания, расположенного по адресу: г. Алматы, Алатауский район, мкр. «Алгабас-6» (заказ 27-16, арх. № 18539), ТОО «КАЗГИИЗ, 2016.

«Отчет об инженерно-геологических изысканий на объекте «Многоквартирные жилые дома с развитой инфраструктурой в мкр. «Алгабас» г. Алматы» (заказ 06-12, арх. № 18211), ТОО «КАЗГИИЗ».— 2012.

СН РК 5.01-01-2013 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». Астана, 2014 г.

М.И.Горбунов-Посадов, В.А.Ильичев, В.И.Крутов и др. Основания, фундаменты и подземные сооружения // Под общ.ред.Е.А.Сорочана, Ю.Г.Трофименкова. М.: Стройиздат. — 1985. — С.480.

Гинсбург Л.К. Противооползневые удерживающие конструкции. М., Стройиздат. —1979. — С.80.

Цветков Р. В., Шардаков И. Н., Шестаков А. П. Система мониторинга неравномерных осадок сооружений с использованием ip-камер // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Стр-во и архит. 2013. —Вып. 30(49). —С. 95-100.

Гарькин И.Н., Глухова М. В. Устранение неравномерных осадок зданий на ленточных фундаментах // Молодой ученый. — 2013. — №12. — С. 110-112.

Гретченко Д.А., Шарков А.Е., Тарасенко А.А. Оценка воздействия неравномерной осадки на центральную часть днища резервуара при его общей деформации // Материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — 2015— С.139-141.

Горохов С., Домнин В., Домнин К., Луговых А., Филиппов Е. Неравномерные осадки промышленных зданий//ТехНадзор (Екатеринбург) — 2015. — №11 (108) — С.96.

Сукманюк А. С., Макаренко Н. А., Лукьянцев М.Р., Карасев А. И., Тарасов Д. В., Халиуллин Т.Д., Разработка методики цифрового моделирования деформаций и осадок фундаментов зданий и сооружений по результатам геодезических измерений//Наука. Техника. Технологии (Политехнический ВЕСТНИК). —Краснодар — 2015. — №11 (108) — С.96.

Ninomiya, Y., Hagiwara, R., Azuma, T. Rise of excess pore water pressure and uplift of underground structures due to liquefaction//Proceedings of the First International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. — 1995, pp. 1023-1028.

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

Студенты НГАСУ (Сибстрин) поучаствовали в строительстве новой ледовой арены МЧМ – 2023 в Новосибирске

В 2023 году Новосибирск примет молодежный чемпионат мира по хоккею. Матчи будут проводиться на новой многофункциональной ледовой арене, которая сейчас строится вблизи улицы Немировича-Данченко, в 500 метрах от берега реки Обь. Ввести в эксплуатацию новый спортивный комплекс планируют уже летом 2022 года. Студенты Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин) поучаствовали в стройке главного объекта МЧМ – 2023 в рамках производственной практики этим летом. Инициатива привлечь к строительству знаковых объектов области – ЛДС и станции метро «Спортивная» – студентов профильных вузов и бойцов студотрядов принадлежит Губернатору Андрею Травникову. «Сегодняшние новосибирские студенты смогут…

Приглашаем на мероприятия для первокурсников «Время первых 2021»!

Дорогие первокурсники НГАСУ (Сибстрин)! ЦВВР приглашает к участию в традиционных мероприятиях для новобранцев университета «Время первых 2021». Для вас организованы конкурсы среди групп первого курса: Интеллектуальный турнир – 4-5 октября «Эмблема моей группы» – 6 октября Конкурс на самую творческую группу – 6 октября Спартакиада на «Приз первокурсника» – 28-30 сентября Заявки на участие в конкурсах принимаются в свободной форме в учебном корпусе №4, ком. 4203, 4211 или на электронную почту [email protected] Пришло время первых – прояви свои таланты! Подробности – в Положениях о конкурсах. Интеллектуальный турнир Положение Спартакиада 1 курс 2021 Самая творческая группа Эмблема моей группы

Консорциум строительной отрасли Новосибирской области определил основные научные направления

В рамках деятельности научно-образовательного консорциума строительной отрасли Новосибирской области состоялась конференция по отбору тем в план научно-исследовательских работ. Мероприятие прошло 22 сентября 2021 года на базе НГАСУ (Сибстрин) в смешанном формате. Напомним, что научно-образовательный консорциум строительной отрасли, объединивший 17 организаций, в том числе вузы, научно-исследовательские институты СО РАН и ведущие отраслевые объединения строителей, был создан в апреле этого года. Его цель – интеграция усилий и ресурсов для обеспечения лидирующих позиций стройиндустрии Новосибирской области.
С приветственным словом к участникам конференции обратились вице-президент консорциума, ректор НГАСУ (Сибстрин) Юрий Сколубович …

Лучшее студенчество с Российскими студенческими отрядами

Что значит быть профессионалом? Десятки тысяч часов проб и ошибок, оттачивание мастерства, опыт, мотивация стать лучшим в своем деле. Но для начала нужно найти то самое дело, в котором захочется стать профессионалом. Найти что-то свое. Российские студенческие отряды – это молодежная организация, которая помогает тысячам студентов не только найти работу на лето, но и попробовать себя в новой профессии, увидеть другую сторону жизни и понять, что точно не подходит. А еще – это коллектив единомышленников, активный досуг и новые возможности для личностного роста. Работая в составе студенческого отряда, вы получаете официальное трудоустройство и «белую» зарплату. Существует система компенсаций затрат на проезд и проживание от работодателя, можно получить бесплатно дополнительную рабочую специальность, что повысит.
..

ООО «ГИПССТОУН»

Двухкомпонентное комплексное вяжущее (добавки) для грунта Т-ПС1, Ж-ПС1 разработано для укрепления слабых грунтов.Комплексное вяжущее используется при строительстве автомобильных и железных дорог, аэродромов, оснований водоемов, оснований полигонов для складирования отходов, оснований площадок складирования химических веществ, стоянок ит.п. со всеми видами песчаных и глинистых грунтов (песчано-гравийные смеси, супеси, суглинки и глины по ГОСТ 25100-95. Грунты.Классификация)при оптимальной влажности в количестве, необходимом для получения требуемых физико-механических свойств и максимальной плотности.

Грунты, применяемые для обработки добавками Т-ПС1вместе с ЖПС-1 должны содержать не менее 10 % глинистых частиц.

Грунты, обработанные добавками могут применяться в I-IV дорожно-климатических зонах с I-II типом увлажнения в качестве земляного полотна и слоев оснований автомобильных дорог I-V технической категории.

Для дорог V технической категории возможно применение укрепленного грунта в качестве покрытия.

Расход добавок определяется лабораторными методами для конкретных образцов грунта, взятых с объекта строительства. Ориентировочный расход добавки на 1 куб. метр уплотненного грунтаТ-ПС1- 20-40 кг, ЖПС-1 — растворенной в воде и готовый к употреблению 800 мл.

Использование комплексного вяжущегоТ-ПС1, Ж-ПС1приводит к необратимой агломерации мелких частиц и уменьшению активной поверхности грунта. Обволакивающая водная пленка разрушается и активизирует природное связывающее свойство грунта. Содержание влаги в почве, особенно ее капиллярная насыщенность, уменьшается и полностью прекращается. Стабилизированный грунт практически теряет свою способность набирать воду, что приводит к постоянно увеличивающейся плотности грунта за счет проезда транспорта, плотность постоянно увеличивается и остается необратимой.

Преимущества применения комплексного вяжущего Т-ПС1, Ж-ПС1:

1) Ускорение процесса превращения грунта в камень при помощи каталитических реакций, активизируя практически любой тип грунта.
2) Использование сочетания двухкомпонентных добавок для достижения искомой степени стабилизации грунта, задавая требуемые параметры на стадии обработки образцов грунта в лабораторных условиях.
3) Возможность использования пылеватых грунтов для создания стабильных слоев.
4) Уменьшение водонасыщения обработанного грунта вплоть до полной водонепроницаемости (практически полное отсутствие капиллярного подъема воды) ведет к увеличению допустимых нагрузок на дорогу.
Слой износа может быть сокращен до 4-5 см асфальтобетона.
5) Прочность грунта на сжатие после использования добавок увеличивается в 3-5 раз и выше. Возможность использования строящейся дороги для движения автотранспорта немедленно после необходимого по технологии уплотнения грунта.
6) Снижение стоимости строительства на 10-15%.

Все виды песчаных и глинистых грунтов (песчано-гравийные смеси, супеси, суглинки и глины) а также другие материалы, укрепленные или стабилизированныеКомплексным вяжущимТ-ПС1, Ж-ПС1, применяют в качестве оснований под различные капитальные или облегченные покрытия в разных дорожно-климатических зонах. Такие укрепленные материалы применяют и в качестве покрытий на дорогах IV-V категорий.

Рекомендуемые правила производства работ

До обработки грунта готовыми к употреблению добавками должны быть выполнены все работы по устройству земляного полотна, водоотвода, водонепроницаемых прослоек, дренирующих слоев.

Работы ведут методом приготовления смеси из грунта с готовыми к употреблению добавками Т-ПС1, Ж-ПС1 в грунтосмесительной установке с последующим вывозом ее на дорогу, либо методом смешения на дороге подготовленного грунта с указанными добавками, либо используя грунт находящийся непосредственно на месте строительства (при условии пригодности для использования).
Длину захватки назначают с таким расчетом, чтобы успеть завершить до конца смены все необходимые технологические операции.
Для создания слоя, предназначенного для обработки грунта методом смешения на дороге, на подготовленное земляное полотно вывозят автосамосвалами грунт.
Объем используемого грунта определяют по формуле:

V = B•h•L•Ph/ Pp,

где В — ширина обрабатываемого слоя, м;
h — проектная ширина готового слоя, м;
L — длина захватки, м;
Ph — средняя плотность уплотненного грунта при оптимальной влажности;
Рр — средняя плотность грунта в рыхлом состоянии при естественной влажности.
Расход воды для доведения объема грунта (смеси) одной захватки до оптимальной влажности определяют по формуле:

Q=М•0.01• (W2 — W1 ) / ( 1 + 0.01 •W1 ),

где М — масса обрабатываемого грунта (смеси) захватки;
W1 — естественная влажность грунта (смеси), %;
W2 — оптимальная влажность грунта (смеси), %.

Масса обрабатываемого грунта одной захватки определяется по формуле:

M=B•H•L•P,

где М — ширина обрабатываемого (конструктивного) слоя, м;
Н — проектная толщина слоя, м;
L — длина захватки, м;
Р — средняя плотность грунта (смеси) после уплотнения при оптимальной влажности.
Смесь уплотняют средними или тяжелыми вибрационными катками за 5-15 проходов по одному следу.
Эффективнее уплотнять смесь комбинированными катками.

1. Планировка и уплотнение земляного полотна под устройство слоя укрепленного грунта.

2. Завоз грунта, автосамосвалами.

3. Разравнивание бульдозером.

4. Планировка поверхности слоя до проектных отметок автогрейдером
(h слоя 25-40 см).

5. Рыхление грунта ресайклером продольными проходами, за 1 проход на глубину 25-40 см, шириной 2,4 — 2,5 м.

6. Внесение добавки Ж-ПС1из цистерны свободным поливом (без давления в цистерне) или из бочки-распределителя и принудительным поливом продольными проходами, до полного внесения стабилизатора (6проходов).

7. Перемешивание грунта, обработанного Ж-ПС1ресайклером продольными проходами, за 1 проход на всю глубину 25-40 см, шириной 2,4-2,5м.

8. Распределение по поверхности грунта 60 % от расчетного количества добавки Т-ПС1из бункера-распределителя.

9. Перемешивание грунта, обработанного добавками Ж-ПС1и 60% Т-ПС1, ресайклером продольными проходами, за 1 проход на всю глубину 25-40 см, шириной 2,4 — 2,5 м.

10. Планировка поверхности слоя грейдером.

11. Прикаткагладковальцовым катком за 2 прохода без вибрации.

12. Уплотнение кулачковым 16-тонным катком за 6 проходов с вибрацией.

13. Распределение по слою грунта оставшихся 40% от расчетного количества добавки Т-ПС1из бункера-распределителя.

14. Перемешивание грунта, ресайклером продольными проходами,
за 1 проход на глубину 15 см, шириной 2,4 — 2,5 м.

15. Прикатка и окончательное уплотнение кулачковым катком за 8 проходов по одному следу.

16. Окончательное уплотнение гладковальцовым катком за 4-6 проходов по одному следу.

Классификация грунтов по группам в строительстве таблица — MOREREMONTA

  • Tweet
  • Share 0
  • Pinterest 0
  • Email
  • VKontakte

Классификация грунтов по группам. Виды грунтов

• I — категория — Песок, супесь, суглинок лёгкий (влажный), грунт растительного слоя, торф
• II — категория — Суглинок, гравий мелкий и средний, глина лёгкая влажная
• III — категория — Глина средняя или тяжёлая,разрыхлённая, суглинок плотный
• IV — категория — Глина тяжёлая. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты:растительный слой,торф, пески, супеси, суглинки и глины
• V — категория — Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк. Мягкий конгломерат. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты:супеси, суглинки и глины с примесью гравия,гальки,щебня и валунов до 10% по объёму,а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 30% по объёму.
• VI — категория — Сланцы крепкие.Песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк. Мягкий доломит и средний змеевик. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму
•VII — категория — Сланцы окварцованные и слюдяные. Песчаник плотный и твёрдый мергелистый известняк. Плотный доломит и крепкий змеевик. Мрамор. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 70% по объёму.

• Плывуны — содержат мелкие глинистые или песчаные частицы, разбавленные водой. Степень плывучести определяется по количеству воды в грунте.
Сыпучие грунты (песок, гравий, щебень, галька) состоят из слабосцепленных между собой частиц разного размера.
• Мягкие грунты — содержат слабосвязанные между собой частицы землистых пород (глинистых или песчано-глинистых).
Слабые грунты (гипс, глинистые сланцы и др.) состоят из слабосвязанных между собой частиц пористых пород.
• Средние грунты — (плотные известняки, плотные сланцы, песчаники, известковый шпат) состоят из связанных между собой частиц пород средней твердости.
• Крепкие грунты — (плотные известняки, кварцевые породы, полевые шпаты и др.) содержат связанные между собой частицы пород большой твердости.
Разрабатывать плывуны, сыпучие, мягкие и слабые грунты легко, но они требуют постоянного укрепления стенок шахты деревянными щитами с распорками. Средние и крепкие грунты разрабатывать тяжелее, но они не осыпаются и не требуют дополнительного крепления.
• Асфальт (от греч. άσφαλτος — горная смола) — смесь битумов (60-75 % в природном асфальте, 13-60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро- и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон — искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется). Для разрушения (пропилки) асфальтовых покрытий существует такая техника в аренду

Согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», все грунты по общему характеру структурных связей делятся на четыре класса:

I. Класс природных скальных грунтов (с жесткими структурными связями — кристаллизационными и цементационными) – магматические, метаморфические и прочные осадочные грунты.

II. Класс природных дисперсных грунтов (с механическими и водно0колоидными структурными связями) – рыхлые осадочные грунты.

III. Класс природных мерзлых грунтов (с криогенными структурными связями, т. е. с наличием льда и отрицательной температурой) – скальные и дисперсные грунты.

IV. Класс техногенных грунтов (с различными структурными связями, возникающими в результате деятельности человека) – скальные, дисперсные и мерзлые грунты.

Классы грунтов, согласно ГОСТ 25100-95, подразделяются на пять таксономических единиц по следующим признакам:

Группа – по характеру структурных связей (с учетом их прочности)

Подгруппа – по происхождению и условиям образования

Тип – по вещественному, т.е. химико-минеральному составу

Вид – по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств)

Разновидность – по количественным показателям состава, свойств и структуры грунтов.

Наименование грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте. Например: «верхнечетвертичные суглинки», «палеогеновые глины» и т.п.

Основные признаки и критерии, по которым выделяются таксономические единицы для скальных и дисперсных грунтов, указаны в таблицах.

Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95 распространяется на все грунты и является обязательной при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и строительстве зданий и сооружений.

Класс природных скальных грунтов

Скальные грунты– магматические (гранит, диорит и др.), метаморфические (гнейс, кварцит и др.) и осадочные породы (известняки, кремнистые песчаники и др.). Классифицируются по прочности, по коэффициенту размягчаемости и по степени выветрелости. Эти грунты залегают в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Они несжимаемы, водоустойчивы, практически водонепроницаемы. Вода фильтруется только по трещинам.

Скальные грунты подразделяют по степени выветрелости на:

— монолитные – практически нетронутые выветриванием, слабовыветрелые (трещиноватые), залегающие в виде несмещенных глыб;

— выветрелые – сильно раздробленные, состоящие из мелких кусков.

Высокие прочностные свойства скальных грунтов объясняются наличием в их структурах кристаллических связей, которые возникают при раскристаллизации магмы, либо в результате цементизации рыхлых образований.

Полускальные грунты– трещиноватые, сильно выветрелые магматические породы, а также такие осадочные породы как гипс, мергель и др. Все эти породы по прочности достаточно устойчивы. Полускальные грунты в отличие от несжимаемых скальных, при обычных величинах давлений, передаваемых на них, обладают некоторой способностью пластически консолидироваться. Грунт под фундаментами зданий и сооружений в ряде случаев способен уплотняться.

Важной характеристикой полускальных грунтов является их недостаточная устойчивость к воде (размягчение и растворение). Например, гипс и каменная соль растворимы в воде, другие только размягчаются. После размягчения несущая способность грунтов уменьшается, изменяется величина сопротивления сдвигу.

Для многих полускальных грунтов важной особенностью является трещиноватость. Прочность отдельных образцов полускальных грунтов может дать ошибочное представление о прочности всего массива. Т.е. образцы грунтов могут обладать большой прочностью, а грунты в массиве, будучи рассечены многочисленными трещинами, могут быть неустойчивым основанием для сооружения.

Трещиноватость грунтов бывает различного происхождения и характера. Выделяют трещины, возникающие при горообразовании, трещины напластования, выветривания и др. Данные о трещиноватости можно получить с помощью бурения скважин, визуального изучения грунтов, а также путем опытного нагнетания в шурфы воды. Чем больше трещиноваты грунты, тем большее количество воды они поглощают.

Процесс выветривания приводит к механическому распаду полускальных грунтов и к химическому разложению их минералов, что приводит к снижению прочности грунтов.

ГРУНТЫ

На производство земляных работ большое влияние оказывают физико-механические свойства грунтов: средняя плотность, влажность, сила внутреннего сцепления частиц, разрыхляемость. Различают следующие виды грунтов.

Пески — сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0,25. 2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород.

Супеси — пески с примесью 5. 10% глины.

Гравий — горные породы, состоящие из отдельных скатанных зерен диаметром 2. 40 мм, иногда с некоторой примесью глинистых частиц.

Глины — горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц.

Суглинки — пески, содержащие 10. 30% глины. Суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые.

Лёссовидные грунты — содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц. Лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость.

Плывуны — песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой.

Растительные грунты — различные почвы с примесью 1 . 20% перегноя.

Скальные грунты — состоят из твердых горных пород.

Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории (табл. 1).

При разработке грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи будет больше объема выемки, из которой грунт взят. Грунт в насыпи под действием собственного веса или механического воздействия уплотняется постепенно, поэтому различны значения первоначального процента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки грунта (табл. 2).

Особенности строительства на засыпанных оврагах в регионах Дальнего Востока

Особенности строительства на засыпанных оврагах в регионах Дальнего Востока

Отличительная особенность южных районов Дальнего Востока — муссонный климат: здесь в теплый период года выпадает значительное количество осадков. Во время ливневых и затяжных дождей из года в год развиваются неблагоприятные эрозионные процессы, вызывающие размыв склоновых отложений, литологический состав которых благоприятствует размыву грунтов, что приводит к развитию и росту оврагов. Когда селитебная территория распространяется за пределы благоприятных для строительства участков, при определении новых площадок для застройки неизбежно начинается освоение участков со сложным рельефом, в том числе с уже сформированными оврагами.

По проектной документации, представленной в разные годы на государственную экспертизу в Дальне-восточный филиал Главгосэкспертизы России, можно проследить основные принципы освоения подобных территорий. В частности, это происходило при застройке Хабаровска. Ряд микрорайонов, проектная документация которых была представлена на государственную экспертизу в 2005—2007 годах, уже построен и эксплуатируется, что является подтверждением надежности принятых конструктивных решений свайных фундаментов и инженерной защиты территорий (например, группа жилых домов с объектами соцкультбыта на улице Рабочий Городок и группа жилых домов с объектами соцкультбыта в переулке Холмском в Центральном районе Хабаровска).

Фундаменты, как правило, принимались свайные забивные, так как основное назначение свай — это прорезка залегающих с поверхности слабых слоев грунта и передача действующей нагрузки на нижележащие слои грунта, которые обладают более высокими механическими показателями. Сваи по условиям взаимодействия с грунтовым основанием принимались, как правило, висячие, рассчитанные согласно СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». При этом в пользу устройства фундаментов на свайном основании говорит технико-экономическое сравнение с вариантом устройства других типов фундаментов на планомерно возведенной насыпи.

Также при устройстве фундаментов — как на планомерно возведенной насыпи, так и насыпных грунтах с неконтролируемыми показателями в сейсмических районах, — расчетную сейсмичность площадки строительства необходимо устанавливать по результатам сейсмического микрорайонирования после фактически выполненных мероприятий по устройству насыпи ввиду значительного влияния слоя насыпных грунтов на итоговые сейсмические свойства грунтов основания в тридцатиметровой с указаниями СП 14.13330.2014 «Свайные фундаменты».

В качестве основных методов инженерной защиты территорий применялись в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» организация отвода временных водотоков, срезка грунта и устройство планомерно возводимой насыпи с контролируемыми параметрами.

Так, в районе проектирования объекта «Группа жилых домов со встроенно-пристроенными помещениями общественного назначения и подземными автостоянками по ул. Слободская — Шеронова в г. Хабаровске» (положительное заключение от 20.02.2007 №340/18-06) при подготовке проектной документации было выполнено исследование бассейна стока поверхностных вод. Проектом был предусмотрен комплексный водоотвод — открытыми лотками и закрытой ливневой канализацией. В геологическом строении площадка была представлена насыпными грунтами мощностью до 17 м с повсеместным распространением под слоем насыпных грунтов элювиальных минеральных грунтов (согласно классификации по ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»).

В этих условиях были построены 24-этажные жилые дома с подвалами и подземными парковками. Для организации подземных объемов отметка ростверка была принята на уровне –7,60 м. Фундамент жилого дома — монолитная железобетонная плита на свайном основании. При этом сваи были приняты висячие, с прорезкой насыпных грунтов. В качестве основания свай были приняты коренные грунты — глины и суглинки полутвердой и тугопластичной консистенции. В процессе экспертизы были представлены расчеты несущей способности свай согласно СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Расчетные значения подтверждены актами динамических испытаний свай.

Как указано в п. 4.3 СП 24.13330.2011 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», при проектировании следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условиях. С учетом этого свайные фундаменты были применены проектными организациями в последующие годы и на других площадках в аналогичных и более сложных условиях.

Необходимо отметить, что теоретические основы расчетных методов, заложенные в СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», в части расчетов забивных висячих свай сохранились и в положениях СП 24.13330.2011. Это касается определения несущей способности свай как по результатам расчетов, так и по результатам полевых испытаний. Поскольку несущая способность свай находится в прямой зависимости от уровня природного рельефа с учетом насыпи, расчетам фундаментов всегда предшествовали проектные работы по организации рельефа территории строительства. Они выполнялись на инженерно-топографических планах, полученных в составе инженерно-геодезический изысканий, обеспечивающих точное определение отметок существующего рельефа в соответствии с требованиями СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

Кроме того, на несущую способность свай влияет и степень водонасыщения грунтов. Обводнение насыпных грунтов различной плотности и консистенции приводит к развитию в верхних слоях грунтов временных водоносных слоев, так называемой «верховодки», и возникновению временных водотоков по дну оврагов, сформированных процессами струйчатой эрозии. К зонам распространения подземных вод, как правило, приурочены линзы и прослойки суглинков пластичной консистенции, не являющиеся надежным основанием для свайных фундаментов.

Отдельно необходимо отметить требования по учету отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности свай, возникающего при осадке околосвайного грунта. Это происходит в случаях, предусмотренных требованиями СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», в том числе при возведении зданий и сооружений на неслежавшихся насыпных грунтах.

Поэтому важными комплексными задачами при проектировании (и этой задаче уделяется повышенное внимание экспертов) являются правильная организация рельефа, отвод поверхностных вод и регулирование сформированных по дну оврагов водотоков.

В качестве примера освоения площадки со сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями можно привести решения по размещению комплекса зданий и сооружений двух этапов объекта «Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточная государственная академия физической культуры», г. Хабаровск. Дальневосточный учебно-спортивный центр подготовки», проектная документация которых была представлена на первичную и повторную экспертизы в Дальневосточный филиал Главгосэкспертизы России в 2017—2019 годах.

Природный рельеф участка проектируемого строительства был значительно изменен при разработке на протяжении длительного времени карьеров, представляющих собой цепь сообщающихся между собой водоемов. В 1998—2010 годах в связи с интенсивной застройкой в северной части участка происходила «отсыпка» территории, высота насыпи здесь достигает 10—12 м. Возведение насыпи и планировочные работы привели к подпору и затруднению стока поверхностных вод к оврагу. В результате длительного техногенного влияния на геологическую среду на участке сформировался техногенный пересеченный рельеф, состоящий из высоких насыпей и выемок. Разность отметок достигала 19—23 м.

Согласно результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий, гидрографическая сеть участка представлена безымянным ручьем, который является правым притоком Амурской протоки. Ручей протекает по оврагу глубиной до 10—12 м. Наличие на участке гидравлически связанных между собой водоемов требовало принятия проектных решений по водоотведению и осушению территории.

Инженерная подготовка территории состояла в отводе скопившихся дождевых вод из водоемов, замене заиленных грунтов, а также в увеличении пригодной для застройки площади. Это делалось за счет срезки грунта с западной стороны и размещения бровки откоса по границе участка с укреплением склона. Для защиты территории от поверхностных вод с нагорной стороны вдоль бровки и вдоль подошвы откоса запланировано устройство перехватывающих водоотводных лотков.

В состав конструкций, обеспечивающих водоотвод и защиту территории от подтопления, включены:

  • канал для пропуска ручья без названия вдоль территории строительства;
  • канал для отвода воды с прилегающих пониженных территорий с северо-западной стороны в русло ручья без названия.

Ручей направляется по водоотводному каналу трапецеидального сечения шириной по дну 3,0 м и протяженностью около 250 м, размещенному в границах участка первого этапа, и 358 м — в границах участка второго этапа. На участках пересечения каналов с проездом и инженерными коммуникациями в каналах устраиваются водопропускные металлические гофрированные трубы. Укрепление откосов и русла выпуска труб предусмотрено габионными матрасами с обратным фильтром из геотекстиля.

По замечаниям экспертов по направлению «Схема планировочной организации земельного участка» были обоснованы решения по инженерной защите зданий и сооружений от поверхностных и грунтовых вод. Также были представлены расчеты устойчивости откоса выемки, примыкающего к юго-западной границе земельного участка, и откоса вдоль изменяемого русла ручья, представлены решения по укреплению откосов.

Согласно результатам инженерно-геологических изысканий, основанием свайных фундаментов служат аллювиально-озерные отложения, представленные суглинком твердым, легким пылеватым. По способу заглубления сваи под шести-семиэтажные здания гостиницы и учебно-лабораторного корпуса приняты забивные различной длины, по условиям взаимодействия с грунтом — висячие.

В процессе государственной экспертизы в проектной документации были выявлены решения, которые в случае их реализации могли привести к риску возникновения аварийных ситуаций, а также к риску деформаций и обрушения конструкций. Данные решения были приведены в соответствие требованиям технических регламентов. Так, по замечаниям эксперта по разделу «Конструктивные решения» были откорректированы решения по устройству свай на основании расчетов согласно СП 24.13330.2011 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Длина свай была увеличена. Кроме того, проектом предусмотрены динамические испытания несущей способности свай до начала массовой забивки (согласно п. 7.3.1. СП 24.13330.2011, пункт включен в доказательную базу технического регламента (Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», утвержденного Постановлением Правительства России от 26.12.2014 № 1521)).

Необходимость комплексного подхода при проектировании фундаментов и мероприятий по инженерной подготовке возникла также при размещении группы зданий на территории, подверженной оврагообразованию, в г. Большой Камень Приморского края на объекте «Жилые дома на 428 квартир в микрорайоне Шестой, 2 очередь».

Естественный рельеф на территории площадки проектируемой застройки был изменен эрозионными процессами с формированием оврага шириной 50—70 м и техногенно изменен планировочными работами по отсыпке и ликвидации оврага. На момент обследования в овраге наблюдался ручей шириной до 1,8 м и глубиной 0,3 м. Сток воды ручья выведен с территории площадки через металлическую трубу под проездом.

При планировочных работах вертикальная планировка была принята сплошная, частично в насыпи до 3,7 м, частично в выемке до 3,5 м. Перепады рельефа сопряжены откосами крутизной от 1:1,5 до 1:3.

Для исключения затопления территории строительства паводковыми водами, по замечаниям экспертов, были предусмотрены решения по защите территории от подтопления поверхностными стоками с верховой стороны и зарегулированию временного водотока. Зарегулирование русла ручья без названия, протекающего по территории застройки по дну оврага, выполнено путем устройства коллектора Ду 1400 мм. В начале трассы коллектора предусмотрено устройство входного оголовка из коробчатых габионов, заполненных каменным материалом. Откосы канала перед входным оголовком крепятся каменной наброской.

Отвод поверхностных стоков при перехвате воды с вышележащих территорий на границе участка выполняется открытыми железобетонными лотками и далее направляется в проектируемый коллектор. Сбор поверхностного стока с территории с твердыми покрытиями и дренажных стоков от зданий и сооружений предусмотрен проектируемой закрытой сетью ливневой канализации. Решения по отводу ливневых стоков были откорректированы по замечаниям экспертов по направлениям «Водоснабжение и водоотведение» и «Гидротехнические сооружения».

В сводном инженерно-геологическом разрезе площадки до глубины 10—20 м принимает участие с поверхности техногенный насыпной грунт, представленный смесью щебня, глыб, суглинка, супеси и отходов, местами неслежавшийся, далее — суглинки и супеси, прослои щебенистого грунта, в основании разреза залегают песчаники и алевролиты малопрочные.

Для части зданий, в основании фундаментов которых достаточно близко к поверхности залегали песчаники и алевролиты малопрочные, были предусмотрены решения по замене элювиальных суглинков и супесей, которые в естественном залегании обладали достаточными прочностными и деформационными свойствами, но существенно изменили свои характеристики в открытых котлованах при их неоднократном замачивании, высыхании и промерзании, а также в связи с их дальнейшим выветриванием. В качестве основания фундаментов было принято искусственное основание из крупнообломочного грунта с контролем показателей штамповыми испытаниями в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Фундаменты на искусственном основании — ленточные из сборных железобетонных плит типа ФЛ по ГОСТ 13580 — по слою щебеночной подготовки.

Для большинства зданий микрорайона были применены свайные фундаменты с ленточными ростверками. Для отдельных свай, количество которых определялось согласно п. 7.3.1. СП 24.13330.2011 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», в проектной документации предусмотрены динамические испытания.

По замечаниям эксперта по направлению «Конструктивные решения» были представлены расчеты свайных фундаментов жилых зданий, обосновывающие принятые решения об устройстве свай-стоек с опиранием на песчаники и алевролиты малопрочные. Также выполнена оценка геотехнического прогноза влияния строительства зданий микрорайона на состояние окружающего грунтового массива, в том числе оснований сооружений окружающей застройки на соответствие требованиям СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

Перечисленные примеры освоения территорий показывают, что обеспечение в процессе экспертизы безопасности зданий и сооружений, расположенных в сложных инженерно-геологических и гидрологических условиях, — это комплексная задача. Качественная оценка проектных решений может быть выполнена только при подходе, который обеспечивается командной работой экспертов различных направлений деятельности. Результатами такой работы становятся проектная документация и результаты инженерных изысканий, откорректированные по требованиям экспертизы и обеспечивающие необходимый уровень надежности и безопасности объектов капитального строительства, который устанавливается современными нормами.

Чего процедура замены грунта или. Замещение, замена слабых грунтов под основание

Перед началом возведения фундамента дома в обязательном порядке должна быть проведена такая операция, как проверка несущей способности грунта. Исследования проводятся в специальной лаборатории. В том случае, если выявлено существование риска обрушения здания при его строительстве на данном конкретном месте, могут быть выполнены мероприятия, направленные на усиление или замещение грунтов.

Классификация

Все грунты подразделяются на несколько основных типов:

  • Скальные. Представляют собой цельный скальный массив. Не впитывают влагу, не проседают и считаются непучинистыми. Фундамент на таких основаниях практически не заглубляется. К скалистым относят также крупнообломочные грунты, состоящие из больших В том случае, если камни смешаны с глинистой почвой, грунт считается слабопучинистым, если с песчаной — непучинистым.
  • Насыпные. Грунты с нарушенной естественной структурой наслоений. Проще говоря, насыпанные искусственно. Здания на подобном основании строить можно, но предварительно следует выполнить такую процедуру, как уплотнение грунта.
  • Глинистые. Состоят из очень мелких частиц (не более 0.01 мм), очень хорошо впитывают воду и считаются пучинистыми. Проседают дома на таких грунтах гораздо сильнее, чем на скалистых и песчаных. Все классифицируются на суглинки, супеси и глины. К ним относятся в том числе и лессы.
  • Песчаные. Состоят из крупных частиц песка (до 5 мм). Сжимаются такие грунты очень слабо, но быстро. Поэтому дома, построенные на них, осаживаются на небольшую глубину. Классифицируются песчаные грунты по размеру частиц. Лучшими основаниями считаются гравелистые пески (частицы от 0.25 до 5 мм).
  • Плывуны. Пылеватые грунты, насыщенные водой. Чаще всего встречаются в заболоченных местностях. Для строительства зданий считаются непригодными.

Такая классификация по видам выполняется согласно ГОСТ. Грунты исследуют в лабораторных условиях с определением физических и механических характеристик. Данные изыскания являются основой при расчете мощности фундаментов под здания. Согласно ГОСТ 25100-95, все грунты делятся на скальные и нескальные, просадочные и непросадочные, засоленные и незасоленные.

Основные физические характеристики

При проведении лабораторных исследований определяются такие параметры грунтов:

  • Влажность.
  • Пористость.
  • Пластичность.
  • Плотность.
  • Плотность частиц.
  • Модуль деформации.
  • Сопротивление сдвигу.
  • Угол трения частиц.

Зная плотность частиц, можно определить и такой показатель, как удельный вес грунта. Вычисляется он, прежде всего, для определения минералогического состава земли. Дело в том, что чем больше органических частиц в грунте, тем ниже его несущая способность.

Какие грунты могут быть отнесены к слабым

Порядок проведения лабораторных испытаний также определяется ГОСТ. Грунты исследуются с использованием специального оборудования. Работу при этом проводят только обученные специалисты.

Если в результате испытаний выявлено, что механические и физические характеристики грунта не позволяют строить на нем сооружения и здания без риска их обрушения или нарушения целостности конструкции, грунт признается слабым. К таковым по большей части относят плывуны и насыпной грунт. Слабыми чаще всего также признаются рыхлые песчаные, торфянистые и глинистые с большим процентом содержания органических остатков грунты.

Если грунт на участке слабый, строительство обычно переносят на другое место с более удачным основанием. Но иногда сделать это не представляется возможным. К примеру, на небольшом частном участке. В этом случае может быть принято решение о возведении свайного фундамента с глубиной заложения до плотных слоев. Но иногда более целесообразной представляется процедура замены или укрепления грунта. Обе эти операции достаточно накладны в плане как финансовых, так и временных затрат.

Замещение грунтов: принцип

Процесс может быть произведен двумя способами. Выбор метода зависит от глубины залегания плотных слоев. Если она невелика, слабый грунт с недостаточной несущей способностью просто удаляется. Далее на плотное основание нижележащего слоя насыпается плохо сжимаемая подушка из смеси песка, и других подобных материалов. Данный способ может быть использован только в том случае, если толщина слоя слабого грунта на участке не превышает двух метров.

Иногда случается так, что плотный грунт расположен очень глубоко. В этом случае подушка может быть уложена и на слабый. Однако при этом следует выполнить точные расчеты ее размеров в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Чем она шире, тем меньшей из-за распределения давления будет нагрузка на слабый грунт. Применяться такие подушки могут при устройстве фундаментов всех типов.

При использовании такого искусственного основания возникает риск раздавливания подушки весом здания. В этом случае она просто начнет выпирать в толщу слабого грунта со всех сторон. Сам же дом просядет, причем неравномерно, что может привести к разрушению его конструктивных элементов. Для того чтобы этого избежать, по периметру подушки устанавливаются шпунтовые ограждения. Помимо всего прочего, они предотвращают переувлажнение песчано-гравийной смеси.

Можно ли менять грунт на участке самостоятельно

Замещение грунтов под фундамент должно выполняться только с предварительным проведением соответствующих исследований и расчетов. Сделать подобную работу самостоятельно, конечно, не получится. Поэтому, скорее всего, придется приглашать специалистов. Однако при возведении не слишком дорогих построек, к примеру, хозяйственных, данную операцию можно произвести и «на глазок». Хотя рисковать мы все же не советовали бы, но для общего развития давайте разберемся в указанной процедуре поподробнее. Итак, этапы проведения работ в этом случае таковы:

  • Производится выемка грунта до плотного основания.
  • В траншею до уровня подошвы будущего фундамента засыпается песок средней крупности. Засыпка производится слоями небольшой толщины с трамбовкой каждого. Перед уплотнением песок должен быть смочен водой. Трамбовку нужно проводить как можно тщательнее. В самом песке не должно быть никаких включений, в особенности крупных. Иногда вместо него используются грунтобетонные смеси и шлаки.

В том случае, если под фундамент использовано искусственное основание, стоит также устроить Это позволит немного повысить плотность окружающего подушку грунта и предотвратить ее выдавливание в стороны.

Работы по созданию дренажной системы

  • В метре от здания выкапывают ров. Выемка грунта при этом выполняется ниже глубины заложения фундамента. Ширина — не меньше 30 см. Уклон дна траншеи должен составлять не менее 1 см на 1 м длины.
  • Дно траншеи утрамбовывают и засыпают пятисантиметровым слоем песка.
  • На песке расстилают геотекстиль с закреплением краев на стеках рва.
  • Насыпают десятисантиметровый слой гравия.
  • Укладывают перфорированную дренажную трубу.
  • Засыпают ее гравием слоем в 10 см.
  • Накрывают «пирог» концами геотекстиля и сшивают их.
  • Засыпают все грунтом, оставив по углам здания смотровые колодцы.
  • На конце трубы устраивают колодец-приемник. Отвести слив нужно хотя бы на пять метров от стены здания.
  • На дно колодца насыпают гравий и устанавливают туда пластиковую емкость с просверленными в дне отверстиями.
  • Выводят трубу в емкость.
  • Сверху колодец накрывают досками и присыпают землей.

Разумеется, на само здание следует смонтировать водосточную систему.

Как производится усиление грунта

Поскольку замещение грунтов — операция довольно трудоемкая и затратная, часто она заменяется процедурой усиления основания под фундамент. При этом может быть применено несколько разных способов. Одним из самых распространенных является трамбовка грунта, которая может быть поверхностной или глубинной. В первом случае используется трамбовка в виде конуса. Ее поднимают над землей и сбрасывают вниз с определенной высоты. Этот способ используется обычно для подготовки под строительство насыпных грунтов.

Глубинное уплотнение грунта выполняется с помощью специальных свай. Их забивают в землю и вытаскивают. Получившиеся же ямы засыпают сухим песком или заливают грунтобетоном.

Термический способ

Выбор варианта усиления грунта зависит, прежде всего, от его состава, порядок определения которого регулируется ГОСТ. которых была представлена выше, обычно требуют усиления только в том случае, если относятся к нескальной группе.

Одним из самых распространенных методов усиления является термический. Используется он для лессовых грунтов и позволяет выполнить укрепление на глубину примерно в 15 м. В этом случае в землю через трубы нагнетается очень горячий воздух (600-800 градусов по Цельсию). Иногда термическая обработка грунта производится и по-другому. В землю вкапываются скважины. Затем в них под давлением сжигаются горючие продукты. Предварительно скважины герметично закрываются. После такой обработки обожженный грунт приобретает свойства керамического тела и теряет способность набирать воду и разбухать.

Цементация

Песчаный грунт (фото этой разновидности представлено ниже) укрепляется несколько другим способом — цементацией. В этом случае в него забиваются трубы, через которые накачиваются цементно-глиняные растворы или цементные суспензии. Иногда этот способ применяется для заделки трещин и полостей в скальных грунтах.

Силикатизация грунтов

На плывунах, пылеватых песчаных и макропористых грунтах чаще используется способ силикатизации. Для усиления при этом в трубы нагнетается раствор жидкого стекла и Инъекцию можно делать на глубину более 20 м. Радиус распространения жидкого стекла зачастую достигает одного квадратного метра. Это наиболее эффективный, но и самый дорогой способ усиления. Небольшой удельный вес грунта, как уже упоминалось, говорит о содержании в нем органических частиц. Такой состав в отдельных случаях также может быть усилен силикатизацией.

Сравнение стоимости замены и усиления грунта

Разумеется, операция усиления обойдется дешевле полного замещения грунта. Для сравнения давайте сначала подсчитаем, сколько будет стоить создание искусственного гравиевого грунта на 1 м 3 . Выбрать землю с одного кубического метра площади обойдется примерно в 7 у.е. Стоимость щебня составляет 10 у.е. за 1 м 3 . Таким образом, замена слабого грунта обойдется в 7 у.е. за выемку плюс 7 у.е. за перемещение гравия, плюс 10 у.е. за сам гравий. Итого 24 у.е. Усиление грунта обходится в 10-12 у.е., что в два раза дешевле.

Из всего этого можно сделать простой вывод. В том случае, если грунт на участке слабый, следует выбрать для строительства дома другое место. При отсутствии такой возможности нужно рассмотреть вариант возведения здания на сваях. Усиление и замена грунта выполняются только в крайнем случае. При определении необходимости проведения подобной процедуры следует руководствоваться СНиП и ГОСТ. Грунты, классификация которых также определена нормативами, усиливаются подходящими к их конкретному составу методами.

Вопрос особенно характерен для уставших земель, очищения участка под фундамент, и садоводческих территорий. Последние, имели свойство раздавать «добрые» чиновники на тех территориях, где нет смысла использовать агропредприятиям и из-за бедности почвы. Чтобы разобраться во всех особенностях, нужно рассмотреть всё по порядку.

Замена плодородного грунта под газон

Создать красивый и ровный газон не просто, нужно привести в идеально состояние основу. Сначала очищается земля от всех цветов, корней, бурьянов, клумб. От растительности избавляются двумя способами:

– гербицидами, что приносит сильный вред земле;

– штыковой лопатой или экскаватором.

Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Оптимальный, но тяжёлый способ, лопатой. Снимать следует минимально тонкий слой, при этом захватывая всё растущее с корнями. Чтобы превратить снятый дёрн в , нужно его оставить на три года в компостной яме. Следующие этапы: добавление нового чистого плодородного грунта, выравнивание, подпитка.

Снятие растительной почвы под фундамент

Перед началом любого строительства необходимо снять дёрн по следующим причинам:

– сэкономить на покупке и доставке грунта;

– использовать естественный плодородный слой;

– что бы предотвратить процесс гниения органических веществ в фундаменте и по бокам.

Границы и толщина снимаемого пласта, определяются проектом, точнее предварительным анализом.

1. Минимальной глубиной считается 10 см, максимальной 50 см.

2. На песчаной основе растительный грунт залегает на глубину 5–10 см.

3. На задернованных участках — 12 см.

4. На пахотных полях — 20 см.

5. В лесах до 25 см.

Процесс выполняется тяжелой строительной техникой: бульдозер или экскаватор, погрузчик, самосвал или трактор для транспортировки. Неплодородный грунт часто имеет желтоватый цвет, плодородный может быть серо-коричнево-ч ёрным. Срезанные пласты укладывают в навалы 1,5–3 метра.


Замена уставшей земли на сельскохозяйстве нных площадях

Земля имеет свойство истощаться. Поэтому приходится выполнять техническую или биологическую рекультивацию. На больших площадях земля до 10 см не снимаются. Особые правила устанавливает ГОСТ 17.4.3.02-85 «Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».

Во дворе или на огороде хозяева стараются постоянно удобрять органикой, торфом и минералами. Если этот процесс не осуществлялся, то почва не имеет плодородной силы. Чтобы не поднимать участок придётся снимать часть, и освежать новой качественной почвой. В застроенных пространствах невозможно воспользоваться тяжёлой техникой, применяют ручной труд.

После распада советского союза массово раздавались участки под дачи и огороды. Большая часть в непригодных болотистых районах или с минимальным количеством плодородного слоя. В этих случаях надо расчищать территорию и закупать новые плодородные слои. Если плодородный грунт сняли при застройке и не потрудились вернуть, то придется опять же завозить новый.

Фундаменты — основа инженерных сооружений, обеспечивающие их прочность, устойчивость и долговечность. Важно чтобы, грунты в основании, обладали нужной прочностью и малой сжимаемостью. Для определения грунтовых характеристик и условий заложения фундамента в обязательном порядке проводится комплекс инженерно-геологических и гидрологических изысканий.

Особое значение имеют:

  • вид грунтов основания;
  • расположение и мощность слоёв;
  • величина глубины сезонного промерзания;
  • уровень нахождения грунтовых вод.

Одним из эффективных методов устройства основания с требуемыми характеристиками является замена ненадёжных грунтов.

Пучинистые или набухающие породы

Пучинистые основания характеризуются свойством увеличиваться в объёме при промерзании, что приводит к подъёму грунтовой поверхности и возникновении морозного пучения. Последующее оттаивание приводит к обратному эффекту — осадки грунтов. Результат — появление и развитие трещин в конструктиве фундамента и стенах здания, наклон сооружение и даже его разрушение.

Пучинистые виды пород — мелкие и пылеватые пески, суглинки, глины (с высокой влажностью к моменту промерзания).

Возведение фундаментов на таких грунтах представляет опасность, поэтому выполняется замена пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (крупно или среднезернистый песок, гравий, щебень).

Непучинистыми считаются грунты при их степени пучинистости ≤ 0,01, то есть при промерзании на глубину 100 см, увеличение их размеров происходит ≤ 1 см.

Заменять почву на всей глубине промерзания не всегда целесообразно, потому что из практики известно, что замерзание в нижней трети слоя незначительно и практически не приводит к пучению. Поэтому достаточно заменять только две верхние трети слоёв.

Но, правильное заключение в каждом конкретном случае может дать только квалифицированный специалист.

Если дом зимой отапливается, то достаточно, одновременно с заменой грунтов основания, засыпать дренирующим грунтом и пазухи. Это позволит надёжно защитить конструкции фундамента от боковых грунтовых воздействий. Если отопление не планируется, то засыпка выполняется снаружи и внутри.

Недопустимо устройство подушки из песка, если в пределах её высоты:

  • имеется переменный уровень грунтовой воды. Подушка работает как дренаж, превращаясь в вид обычного пучинистого грунта;
  • имеются грунтовые напорные воды, а фундаментная подошва выполнена на глубине выше сезонного промерзания. Под воздействием водного напора может произойти пучение песка.

Торфяные виды грунтов

Замена торфа экономична при наличии двух условий:

  • его толщина не превышает 2-х м;
  • под торфом имеется слой достаточно прочных пород.

В противном случае стоит подумать о необходимости строительства в этом районе или перейти к сооружению свайного или плитного фундамента.

Скальные породы

Прочная скальная порода обладает отличной несущей способностью, неподверженностью морозному пучению и невосприимчивостью временного обводнения. Замена скального грунта под фундаментом необходима только при наличии верхних трещиноватых слоёв. После их разборки, поверх укладывается бетон.

Перед планировкой расположения фундамента и определения его типа, в первую очередь, необходимо произвести геологическое исследование грунта . Ведь фундаменты на разных грунтах будут совершенно отличаться друг от друга. Что хорошо будет на песчаном грунте, то совершенно будет неприемлемо при пучинистом или глинистом. А если возвести дом, не учитывая все эти нюансы, то со временем здание может «осесть» или перекоситься, ломая при этом стены и крышу.

Инженерно-геологический анализ можно доверить специалистам, а можно и сэкономить, произведя его самостоятельно. Сделать это можно двумя методами : определением процентного отношения песка, глины и ила или с помощью визуально-тактильной оценки. Рассмотрим второй, наиболее простой, метод.

Визуально-тактильный метод определения грунтов

Механика грунтов основания и фундаменты

При оценке грунтов имеют немаловажное значение следующие физические характеристики :

  • размер частиц грунта и их сцепление между собой;
  • наличие различных включений;
  • показатель трения частей грунта между собой;
  • способность впитывать и удерживать воду;
  • показатель размываемости и растворимости;
  • свойство сжиматься, разрыхляться.

Почвы бывают рыхлые и скальные. Сооружения, в основном, возводят на рыхлых грунтах, которые, в свою очередь, бывают песчаными и глиняными. Остальные виды рыхлых грунтов представляют собой различные комбинации по составу глины и песка :

  • супеси (5-10% включения глины) — легкие, тяжелые, пылеватые;
  • суглинистые (10-30% глины) — легкие, пылеватые и тяжелые.

В зависимости от основных физических свойств песка и глины можно определить механику грунта , на котором предполагается соорудить жилище. Например, глина при намокании увеличивается по объему, а при высыхании — уменьшается. Песок же, высыхая, объема своего не меняет. Частицы глины отлично связываются между собой, частицы песка — нет. Песок под воздействием сильной нагрузки практически не сжимается, глина наоборот, обладает отличной способностью к сжатию. Исходя из этого, можно сделать вывод, что при способности глинистых почв сильно сжиматься, вспучиваться при замерзании и легко размываться, лучше всего закладывать фундамент на всю глубину вероятного промерзания почвы. На песчаных же почвах можно углублять фундамент всего лишь на 50-70 см.

Фундаменты могут быть свайными и возводимыми в специально вырытых котлованах . Последние подразделяются на ленточные, сплошные в виде плит под стены, фундаменты под колонны вместе с фундаментными балками, прочные массивы под все здание. Свайные фундаменты различаются лишь способом погружения их в грунт: забивные, вдавливаемые и ввинчиваемые.

Фундамент на пучинистых грунтах

Пучинистые почвы являются одними из самых проблемных при возведении фундамента. Такие почвы, впитывая воду, а затем промерзая, увеличиваются в объемах, что ведет к деформационным процессам. Поэтому перед началом работ рекомендуется произвести тщательное проектирование :

  1. Определить все возможные нагрузки, которые будут приходиться на каждый участок.
  2. Оценить свойства грунта и рельефные условия застраиваемой площади.
  3. Выбрать примерную глубину закладки и подходящий тип фундамента.
  4. Рассчитать габариты основания фундамента, учитывая силу давления сооружения и свойства грунтов деформироваться.
  5. Оценивается возможность оседания фундамента.
  6. Проверяется устойчивость почв.

Как сделать фундамент? Традиционным способом устройства фундамента на пучинистых почвах считают возведение мелкозаглубленного варианта основания с формированием экранов из глины, выполняющих функцию защиты от воды. Как правило, в таком случае применяют ленточный фундамент в виде жесткого рамного каркаса по всему периметру сооружения. На глубине промерзания почвы выкапывают траншею необходимой ширины и глубины, делают гидроизоляцию и заливают бетонной смесью. Это, пожалуй, самый экономичный способ укрепления дома, но он не исключает его частичных деформаций.

Более надежным в таком случае является плиточный или монолитный фундамент . При деформации почвы плита как-бы «плавает» вместе с домом, сохраняя всю жесткость конструкции и не позволяя стенам или перекрытиям разрушаться. Плита может лежать непосредственно на грунте либо быть глубоко заложена в него. Вырытый котлован тщательно уплотняют, засыпают щебенкой, а затем песком, на котором выкладывается гидроизоляция. Гидроизоляцию покрывают небольшим слоем бетона, устанавливают арматуру, которую заливают еще одним слоем бетона нужной высоты.

Еще один прочный и менее затратный, чем плиточный фундамент, способ — это возведение основания на винтовых сваях, которые завинчиваются на глубину ниже уровня промерзания почвы. К тому же, он идеально подходит для неровного рельефа поверхности, например для склона. А из-за малой площади соприкосновения свай с землей, фундамент сохраняет свою неподвижность даже при значительной деформации грунта.

Фундаменты на вечномерзлых грунтах

Единственным и верным решением на вечномерзлых грунтах является сооружение фундамента из свай или столбов . Причем столбы должны быть диаметром около одного метра, а сваи примерно 40х40 см. Нижняя часть такого фундамента опирается на вечномерзлые грунты, что не позволит ей деформироваться. Возводить такой фундамент можно в любое время года, что немаловажно в условиях вечной мерзлоты.

Фундамент на песчаном грунте

Поскольку песчаные почвы практически не задерживают воду, а значит при замерзании остаются в прежнем объеме, поэтому фундамент можно закладывать совершенно любого типа : свайного, столбчатого, ленточного или на плите. А тщательное его утепление по всему основанию и грамотная установка дренажной системы позволит решить проблему близкого расположения грунтовых вод.

Если дом планируется сооружать без подвала, то отлично подойдет мелкозаглубленный ленточный фундамент. К тому же он менее затратный по сравнению с другими видами. Особенно идеально он подойдет для деревянного жилища. При планировании подвала фундаментную ленту рекомендуется сделать более глубокой.

Фундамент на насыпном грунте

Насыпной грунт разнороден по своему составу и имеет свои особенности из-за непредсказуемого дальнейшего уплотнения. Наиболее практичным и надежным способом укрепления основания дома является устройство фундамента плиты , что увеличит площадь опоры и не позволит сооружению деформироваться. Конечно, такой вид фундамент предусматривает плотное армирование и требует вложения значительных средств, но зато он на 100% оправдывает себя. Ленточное основание допустимо только при тщательном исследовании насыпи. Свайный фундамент тоже допустим, но только при сильно уплотненной насыпи и известной глубине насыпи.

Фундаменты на просадочных грунтах

При проектировании фундаментов на посадочных грунтах перед началом работ необходимо оценить следующие составляющие :

  • количество и свойства пластов грунта;
  • просадку почв при нагрузке;
  • расстояние, на котором проходят грунтовые воды;
  • глубину промерзания почвы;
  • габариты фундамента и потенциальную нагрузку на него дома.

Таким образом, проанализировав все эти данные, можно выбрать как плотно армированный ленточный фундамент, так и свайный или плиточный.

Фундаменты на глинистых грунтах

Глинистые почвы являются одними из самых сложных и выбор для них типа фундамента будет напрямую зависеть от пролегания грунтовых вод . При глубоком их прохождении возможно использование ленточного фундамента с расширением в нижней части и с частичным использованием опорных свай.

Однако, наиболее прочным в случае значительного количества воды будет использование фундамента на сваях. Если предполагается строительство дома с несколькими этажами, то на сваи кладутся железобетонные плиты или балки, которые будут скреплять всю конструкцию. Сваи обычно вбивают или вкручивают до тех пор, пока они не дойдут до слоя несжимаемого грунта.

Фундамент на скальном грунте

Скальные грунты отличаются тем, что практически не впитывают влагу, абсолютно не промерзают и не сжимаются при нагрузке. Поэтому особая сложность состоит в формировании самого фундамента из-за его особой прочности и устойчивости к разрушению. В таком случае возможно вообще обойтись без фундамента, используя плиты в качестве основания, которые могут служить полом. На обломочном грунте можно выполнить фундамент, углубив его примерно на полметра.

Фундаменты на болотистых, торфяных грунтах

Болотистая почва сложна тем, что имеет совершенно различную по составу, плотности и насыщенности водой структуру, состоящую из глины, торфа и песка. Тем более, что такой грунт очень неустойчив и непрочен. Поэтому очень важно провести тщательный дренаж и отвод воды от строительной площадки.

Оптимальными вариантами для данных грунтов будет являться свайный с металлической оболочкой фундамент или сильно армированный плиточный. Допустимо использование также и ленточного мелкозаглубленного основания, но только для легких построек типа бани или деревянных каркасных домов.

Укрепление, замена грунта под фундаментом

Чтобы повысить прочность грунта под фундаментом, широко используют искусственное закрепление почв :

  • цементирование по специальным сваям для уплотнения песков;
  • силикатизация или заполнение грунта под основание химическим раствором;
  • термический обжиг газами при высокой температуре;
  • пропускание электрического тока через глинистые влажные почвы с целью ее осушения;
  • электрохимический способ совмещает в себе электрический с одновременным нагнетанием химикатов в почву;
  • механическое утрамбовывание почвы или изготовление грунтовых подушек.

Однако, бывают случаи, когда укрепление заведомо слабого грунта очень затратно и экономически невыгодно. Тогда замена самого грунта будет являться единственным выходом из этой непростой ситуации. Это происходит следующим образом: слабые почвы под основанием убираются, а взамен укладывается песчано-гравийный, а затем грунтово-цементный слой с минимальным коэффициентом сжатия материала.

Построить дом можно на абсолютно любом грунте . Для этого стоит лишь изучить его свойства и выбрать соответствующий тип фундамента, который позволит простоять жилищу долгие десятилетия, совершенно не доставляя хозяину хлопот с капитальным ремонтом стен, крыши и остальных перекрытий.

По всей России грунты с высоким содержанием глины распространены очень широко. Зимой, когда температура падает до отметок ниже нуля, объем жидкости в земле увеличивается и грунт «вспучивается». Ущерб от вспучивания и скорость разрушения дома зависят от фундамента и погодных условий. В лучшем случае, приехав на следующий год на новую дачу, Вы не сможете открыть дверь из-за того, что конструкция серьезно деформировалась, в худшем – обнаружите серьезные конструктивные нарушения. Единственная возможность избежать действия вспучивания – правильная закладка фундамента, который сможет длительное время сопротивляться повышенным нагрузкам.

Почему и как происходит вспучивание

При неправильной закладке или неверно выбранном типе фундамента вспучивание начинает разрушать здание довольно быстро. Чем мягче погодные условия, тем медленнее будет действовать сила сжатия и расширения почвы, в сильно пучинистой почве фундаменту придется выдерживать вертикальные изменение уровня грунта до 35 см и горизонтальную нагрузку до 5 т на 1 м2. На подверженность почвы вспучиванию напрямую влияют несколько факторов:

  • состав почвы В наибольшей степени вспучиванию подвержены глинистые почвы (глинки, суглинки, супеси), в меньшей – песчаные. Чем выше в почве содержание глины, тем больше будет морозное вспучивание. В глине много закрытых пор, которые хорошо удерживают влагу, песок, напротив, влагу практически не задерживает;
  • также важна насыщенность грунта водой. По этой причине глинистые, но сухие почвы, меньше подвержены вспучиванию, чем смешанные, но влажные. Содержание влаги в грунте определяется уровнем грунтовых вод на период замерзания земли;
  • температурный режим влияет на глубину и длительность периода промерзания почвы.

Все негативные явления, связанные с температурными колебаниями, затрагивают ограниченный слой почвы до уровня промерзания. Определить этот уровень (ГПГ – глубина промерзания почвы) легко по специальной карте, посмотреть одну из них можно . Также можно обратиться к СНиП, в которых приведена таблица нормативных глубин промерзания грунта, определяющая минимальную глубину закладки фундамента. Следует учитывать, что в картах и таблице дана очень примерно и с запасом в 20-40%, для грунта, не покрытого снегом и при самых низких средних температурах. Фактическая глубина промерзания намного меньше, особенно если дом будет в холодное время года отапливаться. Поэтому особой опасности в заглублении фундамента на чуть меньшую глубину не несет.

Типы фундаментов для пучинистого грунта


Поэтому у проблемы вспучивания есть несколько основных решений:

  1. Углубление фундамента ниже ГПГ дает конструкции дополнительную прочность. Но следует учитывать, что заглубленный фундамент свайного типа хорошо противостоит вертикальным нагрузкам, но при значительных горизонтальных может показать себя намного хуже. Углубленный фундамент подходит при строительстве как небольших, так и тяжелых капитальных строений. Для фундамента используются либо винтовые сваи, либо заливаемый на месте железобетон (последнее – более эффективное решение), гидроизоляцией для железобетонной сваи служит слой рубероида, который укладывают перед заливкой в пробуренную для сваи скважину. Для небольших строений (беседок, деревянных хозяйственных построек) подойдет простой фундамент на основании из кирпичных столбов – это самый экономичный вариант;

  2. Можно заменить нужный объем грунта неподверженным вспучиванию крупным песком или аналогичным материалом. Для замены грунта роется котлован глубиной ниже ГПГ, его дно покрывается утрамбованным песком или пескогравием, затем — слоем гидроизоляции, поверх которого уже засыпается удобный для фундамента грунт. Замена почвы дороже закладки углубленного фундамента, требует большого объема земляных работ, но позволяет окончательно решить проблему вспучивания;

  3. Легкие конструкции на пучинистом грунте часто строятся на армированной плите или малозаглубленном ленточном фундаменте (более сложная и дорогая конструкция, в которой железобетон укладывается по контуру здания и окружается песком и водонепроницаемым покрытием). Подобный тип малозаглубленного фундамента имеет существенный плюс – нагрузка очень эффективно распределяется по всей конструкции здания, минус – малозаглубленный фундамент подойдет только для нетяжелого деревянного дома;

  4. Еще один вариант – не позволять фундаменту промерзать вместе с почвой. Для этого его можно утеплить, создав достаточный слой теплоизоляции: по периметру здания укладывается слой пенополиуретана, пенополистирола или керамзита. Пирог изоляционного слоя состоит из утрамбованного песка, используемого в качестве подложки, собственно, утеплителя и гидроизоляционного слоя. Толщина изоляции должна быть равна ГПГ;
  5. Если дополнить меры по утеплению фундамента созданием дренажной системы, можно значительно снизить уровень грунтовых вод и промерзания грунта. Дренажная канава, проложенная по периметру фундамента на глубине его закладки, будет собирать из почвы влагу и отводить ее ниже. Второй вариант устройства дренажной системы – дренажные скважины, пробуренные по периметру дома на расстоянии 2-3 метров.

Из приведенных выше решений самое экономичное – утепление фундамента и устройство дренажной системы, самое дорогое и эффективное – замена грунта под фундаментом. Провести дренажную систему и утеплить фундамент можно и самостоятельно, но в этом случае необходимо внимательно изучить теплоизоляционные свойства выбранного материала и правильно разместить слой гидроизоляции.

Противостоять вспучиванию грунта в некоторых районах страны очень сложно, заглублением и армированием фундамента не обойтись. Универсального и недорого решения не существует, но современные технологии предлагают множество решений проблемы деформации зданий из-за вспучивания: от эффективных утепляющих материалов до сложной конструкции ленточного фундамента. Оптимальное решение в каждом случае придется выбирать самостоятельно, сравнив материальные и временные затраты в конкретных условиях.

03.07.2014

Основы классификации почв для инженерной геологии

Полную версию статьи можно найти здесь.

Что бы ни строили, оно прочно лишь настолько, насколько прочно почва или камень, на котором оно стоит. Для фундаментальных инженеров знание механики грунта как никогда важно, поскольку мы рискуем работать в местах 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. Скала разрушается из-за выветривания (воздух, лед, ветер и вода) и химических процессов. Почва также включает воздух, воду или органические материалы, полученные в результате разложения растительности. (И другие живые существа, такие как птицы и жуки.)

Основные типы грунтов

Существует четыре основных типа почв:

Песок

Песок состоит из очень крошечных кусочков выветрившейся 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 у воды — например, у рек и озер. Это потому, что этот тип почвы легко перемещается токами. 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.

Глиняная почва

Глина — полярная противоположность песка. Внутри него мало или совсем нет воздуха, из-за чего частицы плотно сбиваются вместе. Он легко удерживает воду, что делает его липким. Но высушите его, и он станет очень гладким. Очевидно, идеальный выбор для изготовления вазы, но для дренажа он не подходит. Это самая плотная из почв, и у корней растений нет передышки для расширения и роста.

Суглинок

Суглинок — это комбинация трех других типов почвы. Он содержит лучшие качества ила, песка и глины. Он может удерживать влагу, содержит здоровое количество питательных веществ, но не настолько плотен, чтобы не дать корням разрастаться. Она идеально подходит для сельского хозяйства и поэтому называется сельскохозяйственных угодий .

Как классифицируется почва?

Единая система классификации почв (USCS)

Единая система классификации почв (USCS) — это стандартизированный способ для инженеров-геологов описывать почву.Классификация используется при проектировании строительных проектов, таких как мосты, подпорные стены и здания. Эта более точная классификация основана на анализе гранулометрического состава и испытаниях образцов почвы с пределов Аттерберга на предполагаемом участке.

Модифицированная унифицированная система (MUD)

Процедура модифицированной унифицированной системы (MUD) включает визуальное и ручное исследование образцов почвы на предмет текстуры, пластичности и цвета. Описания почвы основаны на суждении лица, производящего описание.Классификационные испытания предназначены не для проверки описания, а для получения дополнительной информации для анализа проблем проектирования грунта или для возможного использования грунта в качестве строительного материала.

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

Характеристики почвы

Есть много разных способов определить, как будет работать почва.Здесь мы определяем некоторые из этих характеристик:

Прочность на сдвиг

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

Проницаемость

Проницаемость описывает, насколько легко вода проходит через почву.

Сжимаемость

Сжимаемость описывает, насколько легко объем почвы уменьшается при воздействии механических нагрузок. Скорость уплотнения также важна, так как оседание конструкции находится в пределах, продлевающих срок ее использования и долговечность.

Консолидация

Пустоты в почве — это карманы воздуха и воды в почве. Уплотнение — это сжатие, которое возникает, когда к почве прилагается постоянное давление и вода из пустот вытесняется. Эта характеристика обычно относится к илам и глинам. Глины, насыщенные водой, затвердевают медленно из-за низкой проницаемости.

Уплотнение отличается от уплотнения. Уплотнение происходит, когда плотность ненасыщенного грунта увеличивается, потому что воздух выталкивается из пустот. Уплотнение почвы происходит, когда ее плотность увеличивается, потому что вода отводится из пустот.

Другая информация для описания почв

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

Цвет

Описание цвета ограничено двумя цветами. Примеры цвета почвы: коричневый, черный, серый и красный. Если почва состоит из трех и более цветов, ее следует охарактеризовать как разноцветную или крапчатую.Затем отмечаются два преобладающих цвета.

Влажность

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

Пластичность

Грунт описывается как очень пластичный, пластичный, малопластичный или непластичный. Образец почвы должен быть во влажном или влажном состоянии для определения пластичности. Проверить пластичность довольно просто:

Возьмите небольшой образец влажной почвы и скатайте из него проволочную полосу толщиной около 3 мм.Если вы вообще не можете формировать полоску, значит, она не пластиковая. Если вы можете сформировать полоску, но она легко ломается, значит, она низкопластичная. Он пластиковый, если вы можете сформировать полоску, но если вы ее сломаете, вы не сможете сформировать ее снова. Наконец, если сформированную вами полосу нелегко сломать, и один и тот же образец может быть сформирован в полосу много раз, это считается очень пластичным.

Структура

Структура почвы описывается как трещиноватая, блочная или слоистая.

Трещина

Может быть сломан по визуальным трещинам с небольшим сопротивлением.

Блочный

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

Стратифицированный

Различные почвы наслоены друг на друга. Это могут быть разные цвета или типы почв. Слои толщиной менее четверти дюйма описываются как ламинированные . Мелкозернистые слои обозначены как varved .

Форма частиц

Крупнозернистые почвы описываются как угловатые, полуугловые, полукруглые или округлые.Описание мелкозернистых грунтов не включает угловатость или форму частиц.

Подождите … Еще

Следует включить любые дополнительные описательные термины, которые считаются полезными для идентификации почвы, например известняк и цемент .

Известняк

Этот тип почвы с высоким содержанием карбоната кальция и магния идеально подходит для выращивания винограда для производства вина.

Цементированный

Химический агент, такой как карбонат кальция, удерживает вместе частицы цементированной почвы.Маленькие образцы зацементированного грунта вручную не растолочь в порошок пальцами.

Классификация OSHA

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

Почва типа A — самая безопасная для выемки.Почва типа С опасна.

Простой и достаточно надежный способ определить тип грунта — проверить его сцепляемость. (Почва связная или зернистая. Связная почва слипается. В липкой почве больше глины.) Чтобы оценить прочность на сжатие почвы, воткните в нее большой палец. Вам действительно нужно очень постараться, чтобы сделать вмятину в почве типа А. Ваш большой палец опустится примерно до конца большого пальца, если это тип B. Если ваш большой палец полностью погрузится 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 имеет трещин и через него не просачивается вода. Он не должен вибрировать от копыт или интенсивного движения транспорта.

Тип B

Грунт типа B не слипается так сильно, как грунт типа A. Его прочность на сжатие составляет от 0,5 до 1,5 тонн 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 меньшую 0.5 тонн на квадратный фут. Любая почва, через которую просачивается вода, классифицируется как тип C.

.

Проверить сейчас; Сохранить позже

Инженер по фундаменту отвечает за определение состояния почвы на стройплощадке. Инвестирование в скучную программу тестирования может предотвратить дорогостоящие отказы или чрезмерно консервативный дизайн. Потратив несколько тысяч долларов, можно сэкономить сотни тысяч долларов на проектировании и строительстве.

Больше, чем грязь

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

Полную версию статьи можно найти здесь.

Исследование грунта и типы оснований по свойствам грунта

🕑 Время чтения: 1 минута

Исследования грунта проводятся для выяснения свойств грунта и подходящих для них типов фундамента. В этой статье обсуждаются различные типы почвенных исследований, их отчеты и подходящие типы фундаментов для различных типов почв.

Типы почвенных исследований для выбора фундамента

Исследования недр Состояние недр исследуют с помощью пробных скважин, предоставленных инженером-грунтовиком (инженер-геолог). Количество отверстий и расположение отверстий зависит от типа здания и условий участка. Обычно для однородных почвенных условий буровые скважины располагаются на расстоянии 100–150 футов друг от друга, для более детальной работы, когда грунтовые основания расположены близко друг к другу, а почвенные условия даже не отстоят друг от друга на 50 футов.Большие открытые складские помещения, где присутствует меньше колонн (большой пролет), требовали менее скучных образцов. Буровые скважины должны доходить до твердого слоя Strata (проходить через неподходящий грунт фундамента) и , а затем простираться как минимум на 20 футов дальше в переносимый грунт. Расположение образцов скважин указывается на инженерном плане. Они не включены непосредственно в предлагаемые столбцы. В скважинах указывается глубина, классификация почвы (согласно единой почвенной системе) и содержание влаги, а иногда также отображается уровень грунтовых вод.(Физические свойства: размер частиц, влажность, плотность). Отчет по исследованию недр
  1. Несущая способность почвы
  2. Рекомендации по проектированию фундамента
  3. Рекомендации по проектированию мощения
  4. Уплотнение грунта
  5. Боковая сила (активная, пассивная и коэффициент трения)
  6. Проницаемость
  7. Глубина замерзания

Исследования поверхностных почв Исследования поверхностного грунта необходимы для строительства в следующих случаях:
  • Высокий уровень грунтовых вод.
  • Наличие проблемных почв: торф, мягкая глина, рыхлый ил или мелкие водовмещающие пески.
  • Скала близко к поверхности (требуется взрывная обработка при выемке грунта).
  • Свалки или заливки.
  • Признаки оползней или проседания.
Наземные показатели состояния почвы:
  • Рядом со зданиями — требуется опалубка или земля и существующий фундамент.
  • Обнажение скальных пород — указывает на коренную породу, хорошую по несущей и морозостойкости, плохую для земляных работ.
  • Вода (озеро) — указать высокий уровень грунтовых вод, необходима гидроизоляция фундамента.
  • Level Terrain — легкая работа на стройплощадке, хорошая устойчивость, но плохой дренаж.
  • Пологие склоны — простая работа на стройплощадке и отличный дренаж.
  • Convex Terrain (Ridge) — сухое твердое место для строительства.
  • Concave Terrain (Valley) — влажное мягкое место для строительства.
  • Крутая местность — дорогостоящие земляные работы, возможная эрозия и оползни.
  • Листва — некоторые деревья указывают на влажную почву.Большие деревья указывают на твердую почву.

Классификация почв Инженеры, занимающиеся механикой грунтов, разработали простую систему классификации, которая расскажет инженеру о свойствах данного грунта. Единая система классификации почв основана на идентификации почв по их текстурным свойствам и пластичности, а также на их группировке по поведению. Почвы обычно встречаются в природе в виде смесей с различной долей частиц разного размера, каждый из этих компонентов вносит свой вклад в почвенную смесь.

Земля классифицируется на основании:
  • Доля гравия, песка и мелочи.
  • Форма зерна.

Пластичность и сжимаемость грунта В единой системе классификации почв (УСКП) почве дается описательное название и буквенное обозначение, указывающее ее основные характеристики. Отнесение твердого тела к соответствующей группе осуществляется визуальным осмотром и лабораторными исследованиями. В единой классификации почв термины булыжник, гравий, песок и мелочь (ил или глина) используются для обозначения диапазонов размеров частиц почвы. Размер частиц почвы варьируется от самого большого до самого маленького:
  1. Брусчатка
  2. Гравий (крупный + мелкий)
  3. Песок (крупный + средний + мелкий)
  4. Мелочь, состоящая из глины или ила
  • Прочность почвы на сдвиг складывается из когезии (содержание воды, насколько она липкая) и внутреннего трения (в зависимости от размера зерен). Это определено испытанием на трехосное сжатие

Группы почв: Затем почвы группируются в три группы, состоящие из:
  1. Крупнозернистые — разделены на гравийные почвы (G) и пески и песчаные почвы (S)
  2. Мелкозернистая — разделена по пластичности.(Д, В)
  3. Высокоорганические — не подразделяются. (Пт)
Coarse Gained — это почвы, состоящие из гравия и / или песков и содержащие самые разные частицы. Они наиболее подходят для фундаментов, когда они хорошо дренированы и закрыты. Это почвы с хорошей несущей способностью. В частности, серия G (GW, GP, GM, GC). Определяется по процентному содержанию щебня и песка. Мелкозернистый — это илы и глины (L, H).Содержат более мелкие частицы ила и глины. Они подходят для фундаментов, но требуют уплотнения. Самым подходящим из этой серии (L) является CL. Эти почвы идентифицируются на основе их когезионных свойств и проницаемости. Highly Organic — это почвы, которые обычно очень сжимаются и не подходят для строительства. Они содержат частицы листьев, травы и веток. Для этой группы типичны торф, гумус и болотные почвы с высокоорганическим составом (Pt).Их легко идентифицировать по цвету, текстуре и запаху. В этом типе почвы также очень высокое содержание влаги. Названия почв, указанные в единой системе классификации почв, связаны с определенным размером зерна и текстурными свойствами. Так обстоит дело с крупнозернистыми почвами. Названия илов и глины основаны на пластичности почвы. Соответствующая информация о пробах, взятых из буровых скважин, которая может помочь инженеру-геологу в определении фундамента, включает:
  1. Для крупнозернистой почвы — размер частиц, минералогический состав, форма зерен и характер связующего.
  2. Для мелкозернистых грунтов — прочность, влажность, пластичность.
На предварительных этапах визуальный осмотр может определить поведение грунта при его использовании в качестве компонента при строительстве предлагаемого здания. Почвы можно классифицировать по классификационным категориям единой системы классификации почв. (Позже могут быть проведены лабораторные исследования). Прочность и уплотнение, составляющие характеристики уплотнения грунта, определяют его пригодность для строительства фундаментов.

Проблемы с почвой Проблема подъемного давления в почве может быть уменьшена за счет наличия хорошо дренированного и свободного дренирования гравия (GW, GP). Подъемные давления могут возникать в мелкозернистых грунтах, состоящих из илов и глин; такие почвы могут вызвать пучение фундаментов и образование фурункулов. Из-за возможного воздействия мороза
  • Независимо от морозостойкости различных групп почв, прежде чем заморозки будут учитываться, необходимо одновременное выполнение двух условий — источник воды в период замерзания и достаточный период низких температур для проникновения в почву.
  • В целом илы и глины (ML, CL, OL) более подвержены замерзанию (поскольку они содержат влагу). Хорошо дренированные зернистые почвы менее подвержены промерзанию и возникновению проблем с фундаментом.
За счет дренажа Характеристики
  • Дренажные характеристики почв напрямую отражают их проницаемость. Присутствие влаги в материалах основания, основания и подкласса может вызвать образование порового давления воды и потерю прочности.
  • Гравийные и песчаные почвы с небольшим количеством мелких частиц или без них (GW, GP, SW, SP) обладают отличными дренажными характеристиками.
  • Мелкозернистые почвы и почвы с высоким содержанием органических веществ имеют плохие дренажные характеристики.

Уплотнение почвы Катки с опорными лапами и катками с резиновыми колесами являются обычным оборудованием, используемым для уплотнения почвы. Некоторое преимущество имеет овчинный валик в том, что он оставляет шероховатую поверхность, которая обеспечивает лучшее сцепление между слоями.Гранулированный грунт, состоящий из хорошо гранулированных материалов (GW, SW), дает лучшие результаты уплотнения, чем плохо гранулированный грунт (GP, SP) .

Мелкозернистые грунты также можно уплотнять
  • Для большинства строительных проектов любого масштаба очень желательно исследовать характеристики уплотнения почвы с помощью секции полевых испытаний.
  • Пригодность грунтов для фундаментов зависит в первую очередь от характеристик прочности, сцепления и уплотнения грунтов.Тип конструкции, нагрузка и ее использование будут во многом определять приспособляемость почвы как удовлетворительного материала основания.
  • Почва может быть полностью удовлетворительной для одного типа строительства, но может потребовать специальной обработки для другого здания.
  • В целом гравийные и гравийные почвы (GW, GP, GM, GC) имеют хорошую несущую способность и мало уплотняются под нагрузкой.
  • Песок с хорошей сортировкой (SW) обычно также имеет хорошую несущую способность.
  • Плохо сортированные пески и илистые пески (SP, SM) имеют переменную производительность в зависимости от их плотности.
  • Некоторые почвы, содержащие илы и глины (ML, CL, OL), подвержены разжижению и могут иметь плохую несущую способность и большие осадки при воздействии нагрузок. Из мелкозернистых грунтов группа CL, вероятно, лучше для фундаментов.
  • Органические почвы (OL и OH) и высокоорганические почвы (Pt) имеют низкую несущую способность и обычно демонстрируют большую осадку под нагрузкой.

Типы фундаментов на основе исследования грунтов Для большинства мелкозернистых грунтов (содержащих ил и глину) может быть достаточно использования простых раскладывающихся оснований, это в значительной степени зависит от величины нагрузки.Расположение фундамента по отношению к почве (необходимо учитывать фундаментные стены и гидростатическое давление, поскольку в почве присутствует влага). Если почва плохая, а нагрузка на конструкцию относительно велика, требуются альтернативные методы. В некоторых случаях, когда присутствует тонкий связный ил и глинистый грунт, может потребоваться свайный фундамент. (СН, ОН). Иногда может быть желательно и экономически целесообразно провести чрезмерную выемку грунта для удаления таких грунтов, которые не обладают несущей способностью; может удалить уплотнение и насыпать или импортировать другой спроектированный грунт.Инженер-геолог на основе результатов бурения порекомендует подходящие системы фундаментов или альтернативные решения, также могут быть установлены противоударные свойства, минимальные глубины и специальные процедуры проектирования или строительства. Безопасная несущая способность грунта равна предельной несущей способности, деленной на коэффициент запаса прочности (обычно 2-4). предельная несущая способность определяется как максимальное удельное давление, которое грунт может выдержать, не допуская больших осаждений. Bedrock имеет самую высокую безопасную несущую способность.Хорошо отсортированный гравий и песок, которые ограничены и осушены, имеют безопасную несущую способность от 3 000 до 12 000 фунтов на квадратный фут. Илы и глины имеют более низкую безопасную несущую способность от 1000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Роль фондов
  1. Переместите строительную нагрузку на землю.
  2. Якорное сооружение от ветровой и сейсмической нагрузки.
  3. Изолировать здание от морозного пучения.
  4. Изолировать здание от обширных почв.
  5. Защищает от влаги.
  6. Предоставить жилые помещения (подвал, кладовая).
  7. Дома механические системы.
Конфигурации фундамента: плита на уровне земли, пространство для подполья и подвал.

Типы фундаментов

Раздвижные опоры Он используется для большинства зданий с небольшими нагрузками и / или с прочными мелкими грунтами. У колонн имеются одноточечные квадратные площадки, несущие стены которых имеют удлиненную форму. Они почти всегда усилены. Эти опоры переносят нагрузку непосредственно на поддерживающие грунты.Площадь основания основания получается делением приложенной силы на безопасную несущую способность грунта (f = P / A). Обычно подходит для малоэтажных домов (1-4 этажа). Требуются твердые грунтовые условия, способные поддерживать здание на площади разложенных опор. При необходимости опоры колонн могут быть соединены вместе с поперечными балками для обеспечения большей поперечной устойчивости при землетрясениях. Они наиболее широко используются, потому что они наиболее экономичны. Глубина основания должна быть ниже верхнего слоя почвы и линии промерзания на уплотненной насыпи или твердой естественной почве.Расставленные опоры должны быть выше уровня грунтовых вод. Толщина бетонных оснований должна быть не меньше ширины ствола. Поскольку вес здания увеличивается по сравнению с несущей способностью или глубиной хорошо несущего грунта, необходимо увеличить размер фундамента или использовать другие системы.

Просверленные пирсы или кессоны Для обширных грунтов с низкими и средними нагрузками или высоких нагрузок с камнями, расположенными не слишком глубоко вниз, можно использовать просверленные кессоны (опоры) и профильные балки. Кессоны могут быть прямыми или выпуклыми внизу для распределения нагрузки.Балка уклона предназначена для перекрытия опор и передачи нагрузок на столбчатый фундамент. Кессоны доставляют груз на грунт большей вместимости, который расположен не слишком далеко вниз.

Фундамент свайный Для обширных почв или почв, которые сжимаются при больших нагрузках, где глубокие почвы не могут выдержать строительную нагрузку и где почва с большей емкостью, если находится глубоко под ней. Есть два типа свай
  1. Фрикционные сваи — используются там, где нет разумного несущего слоя, и они зависят от сопротивления кожи сваи грунту.
  2. Концевой подшипник — переносится непосредственно на почву с хорошей несущей способностью.
Несущая способность свай зависит от конструкционной прочности самой сваи или прочности почвы, в зависимости от того, что меньше. Сваи могут быть деревянными, стальными, железобетонными или монолитными. Забивные сваи состоят из отверстий, просверленных в земле и затем заполненных бетоном, они используются для легких нагрузок на мягком грунте и там, где бурение не вызовет обрушения. Тип трения, определяемый по периметру вала и окружающей земле.

Мат Фундамент Железобетонный плот или маты можно использовать для небольших зданий с небольшой нагрузкой на очень слабых или обширных почвах, таких как глина. Они часто представляют собой бетон, подвергнутый прямому натяжению. Они позволяют зданию плавать по земле или в ней, как плот. Его можно использовать для зданий высотой 10-20 этажей, где он обеспечивает сопротивление опрокидыванию. Его можно использовать там, где почва требует такой большой несущей поверхности, а основание может быть разнесено настолько, что становится более экономичным залить одну большую плиту (толстую), более экономичным — меньше форм.Он используется вместо забивных свай, потому что может быть менее дорогим и менее заметным (т. Е. Меньшим воздействием на окружающие территории). Обычно используется на обширных глинах и илах, чтобы фундамент оседал без больших перепадов.

Общий обзор исследования почвы и типов фундаментов Рейтинг грунтов для фундаментов: (от лучшего к неподходящему):
  • Песок и гравий — лучший
  • Глины средней и твердой — в хорошем состоянии
  • Ил и мягкая глина — плохая
  • Ил и глины органические — нежелательные
  • Торф непригодный
Чем выше PI — индекс пластичности, когезионность, тем больше вероятность усадки и набухания, обычно характерных для глинистых грунтов.Несвязные грунты — это зернистые грунты, состоящие из гравия и песков. Связные почвы представлены илами и глинами, а также органическими. Дифференциальные осадки в бетонных фундаментах должны быть ограничены максимумом от ¼ до ½ дюйма. Обычно стоимость фундамента составляет 5% от общей стоимости строительства. Наиболее экономичен, когда безопасная несущая способность составляет не менее 3000 фунтов на квадратный фут — раздвижные опоры. Сваи самые дорогие, в 2 или 3 раза дороже, чем шпунтовые опоры.

Классификация почв AASHTO — Введение в геотехническую инженерию Весна 2010 г.

Стив и Оксана

Как классифицировать почву с помощью системы классификации AASHTO:

Созданная Тарзаги и Хогентоглером в 1928 году, это была одна из первых систем инженерной классификации.Предназначенный специально для использования при строительстве автомагистралей, он до сих пор сохранился как система Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO). Он оценивает грунты по их пригодности для поддержки дорожных покрытий и до сих пор широко используется в таких проектах.
Система AASHTO использует как гранулометрический состав, так и данные пределов Аттерберга, чтобы присвоить почве групповую классификацию и групповой индекс . Групповая классификация варьируется от A-1 (лучшие почвы) до A-8 (худшие почвы).Значения группового индекса около 0 указывают на хорошие почвы, а значения 20 или более указывают на очень плохие почвы. Однако почва, которая может быть «хорошей» для использования в качестве земляного полотна шоссе, может оказаться «очень плохой» для других целей, и наоборот.
Сама система требует, чтобы только часть почвы прошла через 3-дюймовое сито. Если какой-либо материал не проходит через 3-дюймовое сито, его процентное содержание по весу должно быть записано и отмечено в классификации.
Приведенную ниже таблицу можно использовать для определения групповой классификации.Начните с левой стороны с почв A-1-a и проверьте каждый из критериев. Если все соблюдено, то это групповая классификация. Если какой-либо критерий не соблюден, перейдите вправо и повторите процесс, продолжая до тех пор, пока все критерии не будут удовлетворены. НЕ начинайте с середины диаграммы.

Индекс группы можно найти с помощью следующего уравнения: (5.1 стр. 140 в тексте):

Индекс группы = (F-35) [0,2 + 0,005 (wL — 40)] + 0,01 (F-15) ( IP — 10)
Где:
F = содержание мелких частиц (выраженное в процентах)
wL = предел жидкости
IP = индекс пластичности

При оценке группового индекса для грунтов A-2-6 или A-2-7 используйте только второй член в уравнении 5.1. Для всех почв выразите групповой индекс целым числом. Вычисленные значения индекса группы меньше нуля следует сообщать как ноль.
Наконец, представьте классификацию почв AASHTO как групповую классификацию (от A-1 до A-8), за которой следует групповой индекс в скобках. Например, почва с групповой классификацией A-4 и групповым индексом 20 будет представлена ​​как A-4 (20).

— Кадуто, Д. (1998), «Система классификации почв AASHTO», Классификация почв, глава 5 в Geotechnical Engineering , pp139-140, ALAN APT.

Система классификации почв AASHTO (из AASHTO M 145 или ASTM D3282)
Общая классификация Гранулированные материалы (не более 35%, проходящие через сито 0,075 мм) Ил-глинистые материалы (> 35% проходят через сито 0,075 мм)
Групповая классификация А-1 А-3 А-2 А-4 А-5 A-6 A-7
A-1-a A-1-b А-2-4 А-2-5 A-2-6 А-2-7 A-7-5 A-7-6
Ситовой анализ,% проходящий
2.00 мм (№ 10) 50 макс
0,425 (№ 40) 30 макс 50 макс 51 мин.
0,075 (№ 200) 15 макс 25 макс 10 макс 35 макс 35 макс 35 макс 35 макс 36 мин. 36 мин. 36 мин. 36 мин
Характеристики проходящей фракции 0.425 мм (№ 40)
Предел жидкости 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин
Индекс пластичности 6 макс. Н.П. 10 макс 10 макс 11 мин. 11 мин. 10 макс 10 макс 11 мин. 11 мин 1
Обычные типы важных составляющих материалов обломки камня, гравия и песка мелкий песок гравий и песок илистый или глинистый илистые почвы глинистые почвы
Общая оценка как земляное полотно от отличного до хорошего от удовлетворительного к плохому

например.5.2 (текст стр. 141)

Дан образец грунта: LL = 44,

PL = 21, следовательно, индекс пластичности: 23 (44-21 = 23)

92% проходное сито # 10,

74% проходное # 40 сито

54% проходит через сито # 200, так как проходит более 35% (A1-A2-7)

A-4: LL слишком высокое

A-5: слишком высокий Ip

A-6: LL слишком высокое

A-7: все критерии выполнены, ура! A-7-6, потому что Ip больше LL минус 30…

Номер индекса группы согласно приведенной выше формуле (5.1, стр. 140)

9 = (54-35) [0,2 + 0,005 (44-40)] + 0,01 (54-15) (23-10)

А-7-6 (9)


Несущая способность грунта — Диаграмма давления подшипника

Помимо обеспечения ровной платформы для опалубки или кирпичной кладки, опоры распределяют вес дома, чтобы почва могла выдержать нагрузку. Нагрузка распространяется внутри самого основания под углом примерно 45 градусов, а затем распространяется в почве под более крутым углом, больше похожим на 60 градусов от горизонтали.

По мере расширения нагрузки под опорой давление на почву уменьшается. Грунт непосредственно под основанием принимает наибольшую нагрузку, поэтому его следует тщательно утрамбовать.

Найдите ближайших подрядчиков по ремонту плит и фундаментов, которые помогут с вашими опорами.

Поскольку нагрузка распределяется, давление на почву наибольшее прямо под опорой. К тому времени, когда мы опускаемся ниже основания на расстояние, равное ширине основания, удельное давление почвы упало примерно наполовину.Спуститесь еще раз на ту же дистанцию, и давление упадет на две трети. Так что почва прямо под основанием является наиболее критичной и, как правило, наиболее подверженной злоупотреблениям.

Когда мы выкапываем опоры, зубья ведра взбалтывают почву и подмешивают в нее воздух, уменьшая ее плотность. Также грунт с насыпи может попасть в траншею. Рыхлый грунт имеет гораздо меньшую несущую способность, чем исходный.

Вот почему так важно уплотнять дно траншеи.Используйте уплотнитель с виброплитой для песчаных или гравийных почв и уплотнитель с прыгающим домкратом для ила или глины (дополнительные сведения об оборудовании для уплотнения см. В этом руководстве по грунтовому основанию и основанию). Если вы не уплотняете эту почву, вы можете получить 1/2 дюйма заселения всего на первых 6 дюймах почвы.

Если вы копаете слишком глубоко и заменяете почву для восстановления качества, вы добавляете обратно почву, которая расширилась на 50%. Под нагрузкой он снова уплотняется и вызывает оседание. Поэтому, когда вы заменяете материал в траншее, тщательно уплотните его или используйте крупный гравий.Гравий размером полтора дюйма или больше практически самоуплотняется при его укладке. Под весом деревянного дома он не осядет в значительной степени.

Узнайте, как перекрывать мягкие участки почвы.

Таблица грузоподъемности грунта

Класс материалов Несущее давление
(фунтов на квадратный фут)
Кристаллическая коренная порода 12 000
Осадочные породы 6 000
Песчаный гравий или гравий 5 000
Песок, илистый песок, глинистый песок, илистый гравий и глинистый гравий 3 000
Глина, песчанистая глина, илистая глина и глинистый ил 2 000

Источник: Таблица 401.4.1; Кодекс CABO для проживания одной и двух семей; 1995.

Свойства грунта и подшипник

Тип и плотность естественной почвы также важны. Международный Строительный Кодекс, как и Кодекс CABO до него, перечисляет предполагаемую несущую способность для различных типов грунтов. Очень мелкие почвы (глины и илы) обычно имеют меньшую емкость, чем крупнозернистые почвы (пески и гравий).

Однако некоторые глины или илы имеют более высокую несущую способность, чем значения в кодовых таблицах.Если вы проведете испытание почвы, вы можете обнаружить, что у вас более плотная глина с гораздо более высокой несущей способностью. Механическое уплотнение почвы также может повысить ее несущую способность.

Определение несущей способности на объекте

Проверить плотность почвы в траншее для фундамента с помощью пенетрометра. Несущая способность вашей почвы поможет вам определить, нужен ли вам неглубокий или глубокий фундамент. Прочность грунта непосредственно под основанием, где сосредоточены нагрузки, имеет решающее значение для производительности фундамента.

Вы можете получить довольно хорошее представление о несущей способности грунта на дне траншеи, используя ручной пенетрометр. Это карманное устройство представляет собой подпружиненный зонд, который оценивает давление, которое может выдержать почва, и откалиброван для получения показаний в тоннах на квадратный фут. Один из них должен быть у каждого подрядчика и строительного инспектора. Это поможет вам избежать множества неприятностей.

(PDF) Инженерно-геологическая классификация слабых горных пород

IAEG2006 Номер статьи 492

© Лондонское геологическое общество, 2006 1

Инженерно-геологическая классификация слабых пород

МАРИОН НИКМАН1, ГЕОРГ СПАУН2 и КУРОШ ТУРО3

1 Инженерная геология, Технический университет Мюнхена.(электронная почта: [email protected])

2 Mueller-Hereth. (электронная почта: [email protected])

3 Инженерная геология, Технический университет Мюнхена. (e-mail: [email protected])

Резюме: Хотя слабые породы (что означает область твердой почвы / мягкой породы) часто встречаются при строительстве

проектов по всему миру, только немногие и в основном неудовлетворительные испытания на долговечность методы существуют. В различных строительных проектах

стало очевидным, что особенно стойкость слабых пород к гашению сильно варьируется от

спонтанного разложения до медленной деградации от месяцев до лет.

Проведенные исследования показали, что обычно используемые методы испытаний, как это предусмотрено в национальных стандартах

(например, DIN, Ö-Norm, ASTM) или предлагаемых методах (например, IAEG, ISRM), не подходят для

, покрывают немедленная реакция и долгосрочное поведение слабых пород в строительной практике. Однако неправильная оценка прочности

может привести к серьезным проблемам со стабильностью, возможностью выемки грунта, транспортировкой

или повторной сборкой выкопанного материала.

В этом исследовании было протестировано 40 различных типов горных пород (песчаник, аргиллит / глинисто-алевролит и мергель) в 7 разных местах

. Не только поведение породы в простых и циклических испытаниях на гашение, но также и многие другие параметры породы

, например, Объем пор, содержание карбонатов, гранулометрический состав и прочность на сжатие были определены

.

Классификация, основанная на поведении горных пород при испытании на циклическое гашение, позволяет выделить пять категорий прочности

.Таким образом, переменная долговечность зависит не от одного параметра породы, а от комбинации

нескольких параметров, например, прочность на сжатие (выражение прочности связи матрицы), гранулометрия

, распределение

(содержание глинистых минералов, чувствительных к воде) и объем пор (степень водопроводности).

Эта так называемая «структурная прочность» делает границу между слабыми и твердыми породами, с одной стороны,

, и почвой, с другой, более точной.

Резюме: Bienqu’on puisse Trouver des roches faibles souvent dans de nombreux projets de construction, или

seulement quelques procédés d’investigation, касающемся долговечности, ceux-ci souvent n’étant pas удовлетворительно.

Plusieurs projets ont montré clairement que la durabilité des roches peut varier d’une désagregation spontanée à

Подвеска un désintégration lente des mois à années.

Испытания, выполняемые в соответствии с требованиями международных стандартов (DIN, Ö-

Norm, ASTM), или новые методы, предлагающие не прошедшее дополнение, соответствующее долгому сроку составления

и

. roches faibles en pratique.Неправильная оценка проблем

важно en ce qui Concerne la stabilité, l’excavation, le transport et la reutilisation du matériel excémes.

Par l’étude présente 40 различных типов roches (grès, argilolites, marne) из 7 мест на этих экзаменах.

Это не прошедший этап составления образцов для простых тестов и циклических циклов дюрабилита, который был задан

defini mais aussi beaucoup de paramètres différents de roches like par ex.le volume poreuxle content du

carbonate, la distribution de la grandeur de la graine et la résistance сжатия.

Классификация, зависящая от состава испытаний и цикличности долговечности в ЕС для

результатов определения 5 категорий долговечности. Это определение продолжительности переменной, не зависящее от

d’un seul paramètre, mais d’une combinaison de plusieurs paramètres, par ex. la résistance compressive

(l’expression pour la résistance de la matrice), la distribution de la grandeur de la graine (contenu de minéral

argileux proceptible de l’eau) и le volume poreux (degré de la conductibilité de l ‘) eau).Cette résistance appelée

«résistance structurelle» rend le limite entre les roches faibles et les roches resistantes d’une côté et le sol

d’autre côté plus précis.

Ключевые слова: слабые породы, прочность, лабораторные испытания, классификация, прочность на сжатие, пористость.

ВВЕДЕНИЕ

Слабые породы часто составляют значительную часть неглубоких пластов во всем мире. Поэтому они создают фундамент

для многих строительных проектов, например, e.грамм. котлованы глубокого строительства, выработки тоннелей и карьеров

рудников. Однако объем исследований поведения этих типов горных пород в строительных проектах редко соответствует

их частоте и инженерно-геологическим проблемам, которые они вызывают. Одна из причин может заключаться в сложности применения методов испытаний механиков горных пород и механиков грунтов

для этих типов горных пород. Таким образом, предполагаемое знание поведения породы

чаще является основой для оценки свойств породы, чем определение в лабораторных испытаниях.

Но хотя классификация слабых пород и их отделение от (связных) грунтов и твердых пород может быть очень трудным,

они очень важны на этапах планирования и строительства, а также для контракта на строительство. Неправильная оценка поведения горных пород

часто означает увеличение времени и затрат на этапе строительства, а также снижение качества здания на

. Поэтому поведение слабых пород было исследовано в Ph.Докторская диссертация в

, чтобы разработать практический метод для испытания и классификации слабых пород и сделать более очевидным разделение этих пород

типов от мягких грунтов с одной стороны и твердых пород с другой стороны.

Динамика почвенных вод | Изучайте науку в Scitable

Брэди, Н. C. & Weil, R. R. Природа и Свойства почв , 12 изд. Верхний Сэдл-Ривер, штат Нью-Джерси: Прентис Холл, 1999.

Чайлдс, E. C. Использование характеристик влажности почвы в исследованиях почв. Почвоведение 50 , 239-252 (1940).

Чайлдс, Э. К. и Коллис-Джордж Н. Проницаемость пористых материалов. Труды Королевского общества, серия A 201 , 392-405 (1950).

Фрич, Э. и Фитцпатрик, Р. В. Интерпретация свойств почвы, созданных древними и современные процессы в деградированных ландшафтах. I. Новый метод построения концептуальные модели почва-вода-ландшафт. австралийский Журнал почвенных исследований 32 , 889-907 (1994).

Гилель, Д. Введение в физику почв . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, 1982.

Джейкобс, П. М., Вест, Л. Т. и Шоу, Дж. Редоксиморфные признаки как индикаторы сезонная насыщенность, округ Лаундс, штат Джорджия. Американское общество почвоведов Журнал 66 , 315-323 (2002).

Дженни, Х. Факторы почвообразования . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Dover Publications, 1994.

Макколи, А., Джонс, К. и Якобсен, Дж. Почвы и Модуль 1 управления водными ресурсами: Основные свойства почвы . Бозман, MT: Монтана Государственный университет Консультационная служба, 2005 г.

О’Джин, A. T. и др. . Палеопочвы столь же глубокие реголит: последствия для перезарядки в климатопоследовательности Палаза. Geoderma 126 , 85-99 (2005).

O’Geen, A. T. et al. Исследовать связывает гидрологию почвы и химию речных вод в дубовых лесах Калифорнии. Калифорнийское сельское хозяйство 64 , 78-84 (2010).

Ричардс, Л. А. Капиллярная проводимость жидкостей через пористые среды. Физика 1 , 318-333 (1931).

Почва Научное общество Америки. Глоссарий почвоведческих терминов, 1996 г., Мэдисон, Висконсин, 1997 г.,

Почва Исследовательский персонал. Таксономия почвы A Basic Система классификации почв для проведения и интерпретации почвенных изысканий . Справочник по сельскому хозяйству № 436. США. Правительственная типография Вашингтон, DC, 1999.

Сваровски, А., и др. . Водосборные почвенные воды динамика в дубовых лесах средиземноморского типа. Vadose Zone Journal, 10 , 800-815 (2011).

Вепраскас, M. J. & Sprecher, S. W. «Обзор водных условий и гидратных почв». в водных условиях и гидрогенных почвах: Проблемные почвы , ред. M. J. Vepraskas & S. W. Sprecher, Специальная публикация SSSA № 50 (Мэдисон, Висконсин: SSSA и ASA, 1997) стр. 1-22.

Фогель, Х.J. Численный эксперимент по размеру пор, связности пор, удержанию воды, проницаемость и перенос растворенных веществ с использованием сетевых моделей. Европейский журнал почвоведения 51 , 99-105 (2000).

Вестерн, А. У., Грейсон, Р. Б. и Грин Т. Р. Проект Тарраварра: высокое разрешение пространственное измерение, моделирование и анализ влажности почвы и гидрологических отклик. Гидрологические процессы 13 , 633-652 (1999).

Система классификации почв AASHTO — Таблица

AASHTO

Помимо Классификации почв по другим критериям, Система классификации почв AASHTO классифицирует почвы на семь основных групп, с названиями от A-1 до A-7, на основе их ожидаемого относительного качества для дорожных насыпей , подуровней , подуровней базы и базы .Некоторые группы, в свою очередь, делятся на подгруппы, например A-1-a и A-1-b . Кроме того, индекс группы может быть рассчитан для количественной оценки ожидаемых характеристик почвы в группе. Чтобы определить классификацию грунта в системе AASHTO, сначала определяют относительные пропорции гравия, крупного песка, мелкого песка и илисто-глинистого грунта.

Таблица системы классификации почв AASHTO

Общая классификация Гранулированные материалы (не более 35%, соответствующие 0.Сито 075 мм) Ил-глинистые материалы (> 35% проходят через сито 0,075 мм)
Групповая классификация А-1 А-3 А-2 А-4 А-5 A-6 A-7
А-1-а A-1-b А-2-4 А-2-5 A-2-6 А-2-7 A-7-5 A-7-6
Ситовый анализ,% проходящий
2.00 мм (№ 10) 50 макс
0,425 (№ 40) 30 макс 50 макс 51 мин.
0.075 (№ 200) 15 макс 25 макс 10 макс 35 макс 35 макс 35 макс 35 макс 36 мин. 36 мин. 36 мин. 36 мин.
Характеристики проходящей фракции 0,425 мм (№ 40)
Предел жидкости 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин. 40 макс 41 мин.
Индекс пластичности 6 макс. Н.С. 10 макс 10 макс 11 мин. 11 мин. 10 макс 10 макс 11 мин. 11 мин.
Обычные типы важных составляющих материалов обломки камня, гравия и песка мелкий песок гравий и песок илистый или глинистый илистые почвы глинистые почвы
Общая оценка как земляное полотно от отличного до хорошего от удовлетворительного до бедного

Примечание: Индекс пластичности подгруппы А-7-5 равен или меньше LL — 30.Индекс пластичности подгруппы А-7-6 больше LL — 30

Предел жидкости AASHTO относительно индекса пластичности

в системе классификации грунтов AASHTO:

  • гравий — это материал размером менее 75 мм (3 дюйма), но остающийся на сите № 10;
  • крупный песок — это материал , прошедший через сито № 10, но оставшийся на сите № 40; а мелкий песок — это материал, проходящий через сито № 40, но остающийся на сите № 200.
  • Материал, проходящий через сито № 200, представляет собой илисто-глинистый материал и классифицируется на основе пределов Аттерберга.
  • Следует отметить, что разделение гравия и песка производится по меньшей крупности (сито № 10) в Системе классификации почв AASHTO, чем в единой системе (сито № 4).

Во-вторых, , если присутствуют мелкие частицы, определяются пределы Аттерберга и рассчитывается индекс пластичности. Почва является зернистым материалом, если через сито № 200 (№ 200) проходит менее 35% массы почвы. Гранулированные материалы подразделяются на группы с A-1 до A-3 .Почвы, более 35% которых проходят через сито № 200, являются алевритово-глинистыми и попадают в группы с A-4 до A-7 . Имея пропорции компонентов и данные пластичности, каждый вводит одну из двух альтернативных таблиц классификации AASHTO и проверяет слева направо, пока не будет найдена классификация, для которой почва соответствует критериям. Следует отметить, что в этой схеме группа A-3 проверяется перед A-2 . Почвы, классифицируемые как A-1 , обычно представляют собой хорошо сортированные смеси гравия, крупного и мелкого песка.Почвы в подгруппе A-1-a содержат больше гравия, тогда как почвы в подгруппе A-1 -b содержат больше песка.

Грунты группы A-3 обычно представляют собой мелкий песок, который может содержать небольшое количество непластичного ила. Группа A-2 содержит большое количество «пограничных» гранулированных материалов, которые не соответствуют критериям для групп A-1 или A-3 . Грунты группы A-4 представляют собой илистые почвы, а почвы группы A-5 — высокопластичные упругие илы.Почвы в группе A-6 обычно представляют собой бедные глины, а почвы в группе A-7 обычно представляют собой высокопластичные глины. Внутри групп, содержащих штрафы, можно рассчитать групповой индекс для дальнейшей оценки относительного качества и поддерживающей ценности материала как субсортности. Групповой индекс рассчитывается по следующей эмпирической формуле:

 Групповой индекс F 35 - () 0,2 0,005 LL 40 - () + [] + 0,01 F 15 - () PI 10 - () 

Видеоурок по классификации грунтов AASHTO