что такое стабильный грунт

Классификация грунтов – особенности структурно-неустойчивых грунтов

Перед строительством фундамента (неважно, что вы планируете построить: одно-, двух- или трехэтажный частный дом), обязательно нужно определить типы грунта, его характеристики, а также произвести расчеты на возможные нагрузки, которое сможет выдержать основание. Лучше, если вы закажете инженерно-геологические услуги, но, если не позволяют условия или финансовая возможность, то хотя бы изучите грунт самостоятельно и проведите минимальные расчеты.

В этой статье мы разберем, что такое грунт, какие его разновидности определяют строительные нормы, и какие типы грунта подпадают под разряд «не повезло».

Состав и строение грунта

Прежде чем разбирать разновидности грунтов нужно понимать, что такое грунт, основной его состав, чтобы лучше в дальнейшем понять его структуру и свойства. В разъяснении нам поможет замечательное пособие С. А. Пьянкова «Механика грунтов», а также ГОСТ.

Разновидности грунта согласно ГОСТ 25100-2011

Все грунты можно классифицировать по гранулометрическому составу на:

Упростим сложную и подробную классификацию, приведенную выше:

По классификации гранулометрического состава, приведенной ниже в таблице несложно определить размерность частиц.

Если вы по какой-то причине не можете отнести в лабораторию пробы грунта (например, нет в вашем городе лаборатории), то без лаборатории, так сказать «в полевых условиях», грунт можно диагностировать по описанию в следующей таблице:

Для того, чтобы у вас было представление о том, как выглядят суглинок, супесь, глинистая почва, песчаная почва приведем следующее изображение:

Есть некоторые способы, по которым можно определить типы грунта, гранулометрический их состав, а также некоторые их характеристики, вроде плотности, влажности, но для этого вам придется проводить опыты (которые, к слову, мы бы не советовали вам проводить самостоятельно, проще обратиться в лабораторию, и заниматься тем, что у вас отлично получается, предоставив лабораторные опыты специалистам, которые смогут замерить физ.свойства грунтов, их состав наиболее точно, без больших погрешностей).

Проблемные, сложные грунты

Если вы несчастливый обладатель подобных грунтов на участке, будьте внимательны и бдительны, много раз подумайте, прежде чем строить, а лучше проконсультируйтесь со специалистом и обязательно сделайте анализ грунта на участке, если еще не сделали.

Далее рассмотрим, как выглядят определенные разновидности грунта, и разберем их основные характеристики. Не будем рассказывать о валунах, гальке, щебне, вы сможете отличить такой тип грунта, видели неоднократно.

Расскажем о других типах, которые зачастую бывают проблемными, теряя свою прочность под внешним воздействием, например, напитываясь водой, или соединяясь с другими грунтами и их примесями.

Такие грунты — структурно-неустойчивые грунты, то есть изменяющие свою структуру под внешними влияниями, просадочные грунты.

Мерзлые и вечномерзлые

Мерзлые грунты имеют температуру ниже нуля, в том или ином виде содержат в составе частицы льда. После нахождения в мерзлом состоянии от 3 лет и больше такие грунты уже приобретают свойства вечномерзлых грунтов.

В замерзшем состоянии мерзлые и вечномерзлые грунты очень прочные, не подвержены деформациям, так как связующие их криогенные структуры повышают первоначальную прочность.

В процессе таяния полностью меняется структура и физико-механические свойства, происходят серьезные деформации. Некоторые грунты даже становятся жидкими после оттаивания.

Основная особенность всего класса мерзлых грунтов — просадочность при таянии, когда происходит масштабное уменьшение объема грунта. Вечномерзлые грунты — достаточно проблемный тип грунта для проектирования и строительства.

Какой фундамент выбрать? Это можно определить только после определения всех необходимых расчетных деформационо-прочностных характеристик в процессе лабораторных испытаний.

Заглубление фундамента в этом случае осуществляется на основании расчетной глубины сезонного промерзания грунта d_f и уровню подземных вод, которые образуются в процессе оттаивания.

Необходимо застраивать площади на вечномерзлой земле только по одному из вариантов, а не так, что сосед выбирает холодный первый этаж, а вы — сваи.

Стоить отметить, что широко используемые в северном строительстве сваи тоже подвержены негативному воздействию: напорному давлению вод при промерзании грунта; хим. агрессивности воды оттаявшего слоя; появлению трещин из-за температурных деформаций.

Известняки

Известняки, как и другие грунты из группы скальных осадочных карбонатных пород, в сухом виде — прочные, а при намокании грунтовыми водами ее теряют.

Одна из разновидностей известнякового грунта – мергель, который представляет собой микс из известняка и глины.

В случае залегания пласта известняка на участке необходимо определить его пористость и продумать отвод поверхностных вод. В таком неблагоприятном случае многие прибегают к использованию свайного фундамента. Советуем не импровизировать, лучшим вариантом для вас будет консультация с хорошим специалистом геологом, инженерные изыскания в данном случае обязательны.

Лёссовые грунты, лёссы, лессовые суглинки

Нельзя сказать с точностью, каким образом появились такие грунты, ученые до сих пор об этом спорят. Лёссовые породы относятся к структурно-неустойчивым грунтам (но не все из них просадочные).

Такой тип очень распространен на протяжении больших территорий в России, Украине, Европе, причем лёссом занято более 80 % территории Украины. Залегание такого типа грунта обычно располагается сразу под почвенным покровом, в верхних слоях.

Лессовые грунты обычно светло-желтого или светло-коричневого цвета (его еще называют палевый цвет), или же даже буро-желтого.

Лессовые грунты содержат больше воздуха, чем твердых частиц, содержат множество макропор, пористость до 60%. Больше 60 процентов частиц – мелкие пылеватые, также содержится глина и в меньшей степени песок.

На изображениях ниже можно рассмотреть характерное для лёссовых пород наличие вертикальных «бороздок», прожилок или канальцев. Такие макропоры в виде трубочек доходят в диаметре до 3 мм.

Различают типичные лёссы и лессовые суглинки. Лёссовые суглинки содержат больше глины, чем типичные лёссы, им присущ более темный цвет, иногда красновато-бурый. Лёссовые суглинки менее пористые и, следовательно, более плотные, менее просадочные.

В обычном состоянии лессовые отложения весьма прочные, способны выдерживать большие нагрузки, но при увлажнении прочность теряется, возникают дополнительные просадочные деформации от нагрузки – как внешней, так и от собственного веса.

Чтобы определить степень просадки лёсса, его в лабораторных условиях уплотняют под давлением, а затем подвергают замачиванию.

Органоминеральные и органические грунты — торфы, заторфованные, сапропели

Торфяники распространены в Подмосковье, на востоке и северо-востоке. Они относятся к слабым грунтам, с присущей низкой прочностью.

Заторфованный грунт отличается от торфа процентным соотношением содержанием органического вещества – содержание больше 50% органики говорит о торфе, а содержание от 10 до 50% орган.остатков говорит о том, что перед нами заторфованный грунт, на основе песчаного грунта или глинистого.

Какие характеристики присущи торфам и заторфованным грунтам?

Помимо градации по количественному содержанию торфа органоминеральные и органические грунты делятся на:

Также важно значение степени разложения торфяных грунтов – степень разложения слагаемых его растительных остатков – гумуса.

Очень важно оценить и характер залегания торфосодержащих пород:

Напластование, имеющее в составе торф и заторфованные грунты — одно из наихудших оснований, так как приводит к дальнейшим деформациям и просадкам.

Нельзя возводить фундамент с непосредственным опиранием его на сильнозаторфованные грунты, торфы, сапропели и ил.

Мероприятия по укреплению неустойчивых органических и органикоминеральных грунтов описаны в СП 22.13330.2011 разделе 6.4 «Органоминеральные и органические грунты».

В числе мероприятий замена нейстойчивого грунта средне- или крупнозернистым песком, гравием (что может быть очень дорого, например, в виду высокой мощности слоя торфа), а также можно прибегнуть к строительству свайного фундамента с опиранием свай на слой грунта с высокими прочностными характеристиками.

Нельзя забывать, что в органических грунтах очень агрессивная среда для бетона и металла, поэтому нежелательно использовать стальные сваи, нужно позаботиться об изоляции свай для продлевания срока использования строения.

Набухающие

К таким грунтам можно отнести некоторые разновидности глиносодержащих грунтов. Набухающие грунты имеют свойство увеличиваться в объемах при контакте с водой, им также свойственна усадка при высыхании. Показатель влажности на пределе текучести, а также число пластичности у таких грунтов весьма высокие, природная влажность 3 % органики и >30% мелких частиц менее 0,01мм, с текучей консистенцией IL> 1, коэффициентом пористости е ≥ 0,9.

Какие варианты фундаментов используют в строительстве?

Стоит отметить, что имеет место быть процесс кольматации песка (естественное попадание мелких частиц, особенно глинистых и пылеватых в поры и трещины оснований) при устройстве песчаных подушек, свай, что со временем снижает устойчивость и прочность фундаментов.

Насыпные

Насыпные грунты относятся к так называемым техногенным грунтам, их особенностью является то, что они имеют нарушенную структуру.

К их основным характеристикам относятся:

Насыпные грунты могут самоуплотняться, продолжительность этого процесса различна, в зависимости от разновидности насыпи. Примерный срок самоуплотнения приведен в СП:

Уровень прочности насыпных грунтов повышается с помощью их уплотнения различными способами:

Засоленные

Засоленные грунты в России распространены примерно на 10 процентах всей территории, преимущественно в Крыму, на Кавказе, а также Западно-Сибирской низменности.

Засоленные грунты при фильтрации воды подвергаются выщелачиванию. Вода растворяет соли, способствуя увеличению пористости. Основания грунтов в конечном итоге подвержены суффозионной осадке. При увлажнении засоленных грунтов изменяются их физико-механические свойства: плотность, прочность, деформируемость и водопроницаемость. К тому же еще одна опасность засоленных грунтов — агрессивность воды с растворенными в ней солями к стройматериалам, бетону.

Засоленные грунты в замоченном состоянии могут быть набухающими или просадочными. Все расчеты по засоленным грунтам доверьте специалистам.

Каким бы сложным грунт ни был на вашем участке, современные технологии строительства могут обеспечить вам прочную постройку на любом основании. Но только при условии полноценного инженерно-геологического обследования, проведения всех необходимых расчетов на основании этого исследования. Обладая знанием о всех возможных нагрузках на основание и будущее сооружение, можно сделать экономически целесообразный выбор подходящего по всем параметрам фундамента, который не даст трещины и деформации.

Если вы уже знаете, какой грунт у вас на участке, мы предлагаем вам воспользоваться калькулятором фундамента для расчета количества материалов и допустимых параметров конструкции.

Источник

Определение свойств грунта под фундаментом, предотвращение пучения

Размеры, конструкция, а значит и стоимость фундамента, полностью зависят от свойств грунта, на котором он располагается. Достаточно ли устойчивый грунт для данного типа фундамента — основной вопрос, который волнует частного застройщика.

При конструировании фундамента выполняется основное правило — нагрузка на грунт не должна превышать его прочности. Фундамент должен перераспределить вес дома таким образом, и иметь такую площадь подошвы, чтобы это правило выполнялось.

Далее ознакомимся с особенностями грунтов, основными физическими свойствами, которые влияют на выбор конструкции фундамента и др.

Какие встречаются грунты

Все грунты делятся на два больших класса:
— песчаные;
— глинистые.
Затем они подразделяются в зависимости от состава.

Песчаные грунты в зависимости от крупности частиц подразделяются на:
— гравелистые,
— крупные,
— средней крупности,
— мелкие,
— пылеватые.
Чем крупнее частицы, тем большая несущая способность песчаного грунта.
Но песчаные грунты также характеризуются и плотностью. Они подразделяются на:
— плотные;
— средней плотности;
— рыхлые.
Чем выше плотность, тем прочнее грунт.

Глинистые грунты подразделяются в зависимости от состава — соотношения в их составе песчанистых частиц и глинистых или пылеватых частиц. В зависимости от этого глинистые грунты подразделяются на:
— глины (наибольшее количество глинистых и пылеватых частиц);
— суглинки;
— супеси.
Чем больше в грунте глинистых частиц, тем он плотнее и тем большая у него несущая способность.

Но характеристики глинистых грунтов весьма сильно зависят от увлажненности. Чем больше влажность, тем слабее глинистые грунты. По количеству воды (по консистенции) глины и суглинки подразделяют на:
— твердые,
— полутвердые,
— тугопластичные,
— мягкопластичные,
— текучепластичные,
— текучие.

Супеси по свойствам близки к пылеватым пескам, содержат большое количество пылеватых и очень мелких глинистых частиц. Эти грунты могут содержать большое количество воды, при этом пылеватые частицы начинаю играть роль смазки между крупными частицами. При достаточном количестве воды и ее движении (наличии подземного течения) из таких грунтов получаются плывуны.

Глубина промерзания и морозное пучение

Существуют специальные карты, по которым можно определить глубину промерзания грунта в каждом районе.

Те грунты, которые находятся ниже глубины промерзания, находятся в слежавшемся уплотненном состоянии. Их свойства не меняются десятками лет. Их состояние можно прогнозировать.

Грунты которые промерзают, меняют свою плотность, влажность в течении года. Находится во взрыхленном состоянии, так как замерзающая вода увеличивается в объеме на10%, соответственно происходит выпучивание (увеличение объема) замерзшего грунта. После потепления грунт постепенно оседает и уплотняется.

Поэтому глинистые грунты находящиеся выше глубины промерзания в основном относятся к рыхлым, а ниже глубины промерзания те же грунты в основном плотные.

Мелкозаглубленные фундаменты должны защищаться теплоизоляцией грунта. Этим уменьшается воздействие морозного пучения грунта и увеличивается его плотность, а значит и несущая способность. Подробнее как построить мелкозаглубленный фундамент

Определение характеристик грунта для строительства фундамента

Зачем тратить время и деньги на геологические и лабораторные исследования грунта?
Если построить самый мощный фундамент, то в любом случае он окажется достаточно надежным.

Но затраты времени и сил на исследования и составления проектной документации оправдываются. Гораздо выгоднее выбрать конструкцию фундамента по конкретным условиям, чем закладывать кубометры лишнего железобетона.
И чем тяжелее здание, тем ощутимей выгода.

Из строительной практики известно, что можно не проводить лабораторные исследования для грунтов под вспомогательными небольшими зданиями и закладывать там заведомо более прочные фундаменты.

При лабораторных исследованиях помимо прочего определяется состав отобранных образцов грунта, пористость, текучесть, пластичность. Образцы берутся из шурфов или специальным оборудованием из скважин на разной глубине, пройденных в разных местах участка строительства.

Меры по упрочению

При строительстве фундаментов в основном производится трамбовка грунта с целью увеличения плотности и его устойчивости. Мероприятия по трамбованию родительского грунта обязательны при обустройстве полов по грунту, плитных фундаментов. При этом производится трамбовка через щебень, для создания точечных усилий и наибольшей плотности.
Как обустроить полы по грунту – новые материалы

Но основным мероприятием по упрочению грунта является его частичная или полная замена под основанием фундамента на гравийно-песчаные подушки. Часто экономически выгодно сделать замену грунта, чем увеличивать прочность фундамента.

Наибольшая экономия вследствие замены грунта возникает на неустойчивых и весьма пучинистых грунтах. Например, известно, что на торфянистых грунтах в некоторых случаях делается частичная, или полная выторфовка, — как построить фундамент на торфянистом грунте

При замене грунта на более устойчивый не только повышается несущая способность основания за счет перераспределения нагрузок на плотные слои грунта, но и значительно уменьшается воздействие пучения зимой. Толщина и другие размеры песчано-гравийной подсыпки определяются проектом для конкретных условий.

Источник

Что такое грунт, состав, структура, виды и особенности

Занимаясь выращиванием садовых культур или возведением загородного дома, мало кто задумывается о том, что такое грунт. Зря. На самом деле, от разновидности грунта зависит очень многое. Например, при возведении фундамента обязательно необходимо учитывать тип и особенности почвы. От этого будет зависеть долговечность постройки. Понимать, что такое грунт должны и огородники. Далеко не все растения могут выжить и плодоносить в условиях неблагоприятной почвы. Именно поэтому важно учитывать особенности земли.

Что такое грунт

На первый взгляд земля мало чем может отличаться. На самом деле, далеко не каждая почва темного цвета обладает благоприятными для выращивания культур свойствами.

Грунт – это любая горная порода. При этом она может быть геологической, техногенной или даже представлять собой объект инженерной деятельности человека. Грунт используют не только в земледелии, но и при сооружении плотин и дорог в качестве насыпи. Также почвы применяются в сооружении различных хранилищ и трубопроводов.

Если говорить о значении слова грунт, то впервые оно появилось в немецком языке. Grund переводится как «основание» или «почва». Поэтому данное слово обозначает также и землю.

Состав грунта

Этот природный материал может включать в себя самые разнообразные материалы. Если условно разделить их на подгруппы, то можно выделить 3 разновидности составляющих частиц:

Также в почве встречаются органические и минеральные соединения и прочие примеси.

Твердые минералы могут отличаться в зависимости от их габаритов и химического состава. Если диаметр частиц составляет более 1 см, то они называются галечниками. Самые маленькие составляющие обычно именуют дисперсными частицами. Также выделяют твердые минеральные зерна.

Говоря о составе и характеристиках грунтов, стоит обратить внимание на то, что минералы могут отличаться по уровню взаимодействия водой. Например, кварц и полевой шпат менее активные частицы. Монтмориллонит взаимодействует с влагой намного лучше.

В зависимости от особенностей почвы, размера ее составляющих и их показателей, выделяют разные виды грунтов.

Скальные

Такой грунт отличается наличием гранита и известняка. Данная категория почвы подразделяется на несколько видов:

Такие почвы редко встречаются на частных загородных участках. В промышленности подобные породы нашли более широкое применение. Исходя из этого, их разделили еще на несколько подвидов. Таким образом, грунты и их свойства определяют сферу возможного использования почвы. Например, по прочности гранит имеет самые высокие показатели. Если требуется грунт, которые не будет растворяться в воде, то в этом плане равных нет кварциту. А вот известняк считается самым неводостойким материалом.

Дисперсные

В эту категорию попадают исключительно горные породы осадочного типа. В свою очередь такие грунты разделяются на связные и несвязные. Если говорить о главных характеристиках таких почв, то им присущи водно-коллоидные и механические связи. Сами дисперсные грунты обычно разделяют на 3 подвида: минеральные, органические и органо-минеральные.

Такая почва отличается высокой плотностью, засоленностью и гранулометрическим составом.

Мерзлые

Рассматривая характеристики грунтов, стоит отметить, что любая почва отличается криогенными структурными связями. К мерзлым почвам относят почти все скальные или связные породы, которые находятся в условиях отрицательных температур. Также к этой категории грунтов можно смело отнести надземные и подземные льды.

Если копнуть глубже, то можно узнать, что такие грунты дополнительно делятся на льдистые, засоленные и температурно-прочностные.

Техногенные

С одной стороны, к данной категории грунтов можно отнести природные почвы (например, скальные или мерзлые), которые могут быть подвержены физическим или физико-химическим воздействиям. Однако с другой, к техногенным также относят особые органоминеральные или просто минеральные образований, которые могли появиться вследствие деятельности человека (бытовой или производственной). Эти виды грунтов также корректно называть антропогенными образованиями.

Глинистые

Пожалуй, нет ни одного садовода, который бы не знал, что именно этот тип грунта обычно приносит больше всего неудобств. На таких почвах плохо растут культуры, так как глина очень плохо пропускает воду, из-за чего корневища цветов и овощей начинают гнить.

Если говорить о свойствах такой почвы, то он подвержена вспучиванию при отрицательных температурах. Кроме этого такой грунт хорошо сжимается и разжимается. Именно поэтому строительство фундаментальных оснований на такой почве сопряжено с массой сложностей.

Если рассматривать классификацию в зависимости от особенностей этой почвы, то обычно такой грунт делится на глину, суглинок и супесь. Последний тип представляет собой нечто среднее между сухим песком и глиной. Обычно в супесях присутствует до 10% этого природного материала. В суглинках содержится порядка 25% глинистых соединений.

Помимо всего прочего, глинистая почва может быть легкой, средней и тяжелой. Для строительства фундамента можно использовать только хорошо слежавшуюся глину, которая не будет так сильно менять свою форму и габариты в зависимости от температурных условий.

Лессовидные

Данная категория грунтов определяется их пористостью. При этом поры можно вполне спокойно увидеть невооруженным глазом. Как правило, подобный грунт почти на 50% состоит из частиц пыли, глинистых веществ и известняка.

Использование таких почв на загородных участках нерационально как для посадки культур, так и для строительства объектов недвижимости. Дело в том, что лессовидный грунт очень быстро размокает и размывается, как только начинается сезон дождей. При этом такая почва надолго впитывает и сохраняет влагу.

Конгломераты

К таким почвам, как правило, относятся крупнообломочные грунты, в составе которых преобладают осадочные или кристаллические породы, не сцементированные между собой. Конгломераты считаются оптимальной основой для возведения построек на загородных участках, так как они отличаются прекрасной несущей способностью.

Насыпные

Такая разновидность почвы относится к искусственно созданной. Обычно для изготовления подобных основ используются производственные отходы, а также грунты с «плохой» структурой. Как правило, такая почва очень сильно отличается от естественной, так как она сжимается неравномерно. Из-за этого даже под тяжестью своего веса такая земля будет сильно деформироваться и менять свои габариты.

Пылеватые

Сразу стоит сказать, что о строительстве на таком грунте лучше забыть. Как только подобная почва насыщается водой, она превращается в нелицеприятную жижу и не может быть использована ни при возведении домов, ни при выращивании садовых культур.

По большому счету, этот грунт состоит исключительно из пылеватого песка, который образуется вследствие осадков, на местах выветривания и т. д. К этой же категории можно отнести илы, которые также насыщаются водой в водоемах.

Если нет возможности завести на участок другой тип грунта, то существуют технологии, которые позволяют построить фундаментальное основание на подобной почве. Однако стоит подготовиться к довольно дорогостоящему и долгому процессу возведения дома. Дело в том, что после установки фундамента необходимо ждать не менее 5 лет (а иногда и 10 лет недостаточно), прежде чем продолжить строительство.

Песчаные

Почва этого типа отличается своей водонепроницаемостью, благодаря чему подобный грунт считается наиболее качественным и прочным. Песок – это крупные частицы, отличающиеся своей физико-химической стабильностью. Это означает, что такая почва будет хорошо и быстро уплотняться. При этом земля легко обрабатывается. Такое основание считается идеальным для возведения фундамента. Как правило, при строительстве домов в подготовленный котлован укладывается так называемая песчаная подушка. Если на участке преобладает такой грунт, то нет необходимости в покупке дополнительного строительного материала.

Еще одно преимущество почвы этого типа – устойчивость к низким температурам. Благодаря этому песчаный грунт практически не промерзает. Мороз не влияет на его свойства.

Зная, что такое грунт и какая именно почва преобладает на том или ином загородном участке, намного проще определиться с видом строительных или садовых работ. Для обработки некоторых категорий земли подходят ручные инструменты, а для других необходимо использовать дорогостоящее специализированное оборудование.

Источник