Классификация грунтов (простейшая)




ЗАДАНИЕ: ВЫПОЛНИТЬ КОНСПЕКТ: ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВ. (скальный, крупнообломочный, песчаный, супеси, плывуны, глинистый, суглинки, лёсс, илистый) ВЕСЬ МАТЕРИАЛ ЛЕКЦИИ ПЕРЕПИСЫВАТЬ НЕ НАДО. Вы его самостоятельно изучаете. Остальной материал темы будет проконтролирован вопросами в зачете.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ

Изучение грунтов как объекта инженерно-строительной деятельности является задачей грунтоведения.

Грунтами называются горные породы верхней коры выветривания, используемые строительстве. Происхождение термина голландское или немецкое, пришедшее к нам в средние века.

Грунт используется для сооружений в качестве: основания; среды (сооружения подземные); материала (насыпи, подушки, земляное полотно и др.).

1. Образование грунтов (генезис)

Континентальные отложения:

- элювиальные (- форма зерен угловатая);

- делювиальные (перемещенные атмосферными водами и силами тяжести, напластования не однородны.);

- аллювиальные (перенесенными водными потоками на значительные расстояния – окатанные частицы);

- ледниковые (результат действия ледников, неоднородные грунты);

- эоловые (продукты выветривания, пески дюн, барханов, наличие пылеватых и илистых фракций).

Морские отложения: илы, заторфованные грунты, пески, галечники – низкая несущая способность.

Состав грунтов

Грунты – дисперсные (раздробленные) системы, являющиеся продуктами механического, химического, физико-механического и биологического процессов выветривания в земной коре. В условиях естественного залегания они представляют собой сложную систему твердых, жидких и газообразных компонентов.

Во всех грунтах, кроме скальных, твердые частицы представляют собой систему минеральных зерен величиной от нескольких сантиметров до мельчайших частиц с размерами в сотые и тысячные доли мм. Они состоят из первичных (кварц, полевые шпаты, слюды, магниево-железистые соли, кремниевые кислоты, кальцит, доломит и др.) и вторичных минералов (каолинит, монтмориллонит, окислы и гидроокислы алюминия и железа, кремнезем и др.), а также из органической части (гумуса, торфа, иловатых частиц и др.).

Грунт - это 3х фазная система.

Грунт = твердые частицы + вода + газ

От соотношения этих фаз и зависят характеристики грунтов.

Грунт может состоять из двух компонентов или фаз (твердые частицы + вода, твердые частицы + воздух) или из трех (твердые частицы + вода + воздух). Вода и воздух заполняют пустоты между частицами.

Структура и текстура грунтов

Следует различать структуру и текстуру грунтов.

Под структурой грунтов понимают взаимное расположение грунтовых частиц и характер связи между ними. Из этого определения следует, что структура имеет две стороны: сложение и связность.

Виды сложений

а - зернистое (им обладают песчаные грунты): а – рыхлое, б – средней

плотности, в – плотное.

б - хлопьевидное (характерно для илов при n >90%): малые поры, большие

поры.

в - сотообразное (губчатое) - при уплотнении происходит упрочнение

грунтов.

г - каркасное (для различных глинистых, особенно моренных грунтов.

Виды связности

Связность – это свойство, характеризующее связь между грунтовыми частицами, которая в дисперсных грунтах бывает двоякой:

а – водноколлоидная создана молекулярными силами пленочной воды. Характерна для молодых (четвертичных) глинистых грунтов и может легко нарушаться при замачивании или встряхивании, но затем легко восстанавливаться. б – кристаллизационная создана природным цементом у древних грунтов за счет пленочной и свободной воды в виде электролита. Такую связность можно создавать искусственно (силикатизация – образование кремнистого цемента в течение нескольких суток при химическом закреплении грунтов).

Под текстурой грунтов понимают их сложение в массиве. Она бывает: а - слоистая (водноледниковые пески), горизонтальная и косослойная; б – ленточная (озерно-ледниковые отложения) с чередованием м тонких

прослойков песка и глины; в – порфировая (моренные глинистые грунты) с размещением на фоне мельчайших частиц просматриваются крупные обломки. Наряду со связностью возникает большое трение; г – сетчатая (при промерзании грунта сверху и сбоку), просматривается в

пределах образца; д – слитная (на фоне разреза нет неоднородностей) у однородных песчаных или глинистых отложений.

 

  Структура грунта:     Текстура грунта:  
зернистая   Слоистая
сотообразная   порфировидная
хлопьевидная   слитная (однородная)

Строение грунтовой толщи бывает: нормальное согласованное и несогласованное, косослойное и линзовидное.

4. Виды грунтов

Рассмотрим только основные виды (классы) грунтов согласно СТБ 943-04 и ГОСТ 25100-80:

скальные;

крупнообломочные;

песчаные;

глинистые;

особые (илы, заторфованные и торфы, ленточные глины, просадочные и набухающие глинистые, пучинистые пылеватые глинистые и пылеватые пески, насыпные и намывные, вечномерзлые, искусственные).

К скальным грунтам относятся изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива.

К нескальным грунтам относятся: крупнообломочные – несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм; песчаные – сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур); глинистые – связные грунты, обладающие свойством пластичности, т.е. их можно раскатывать в шнур диаметром 3 мм и менее. Они содержат частиц менее 0,005 мм более 3%.

5. Скелет грунта и его гранулометрический состав

Грунты с мелкими зернами обладают развитой поверхностью и представляют собой дисперсные системы. В этих системах дисперсной фазой являются частицы, а дисперсионной средой – вода и воздух, заполняющие промежутки (поры) между частицами грунта.

Дисперсность – степень раздробления вещества на частицы.

Естественные грунты состоят из частиц различной формы и величины и относятся к полидисперсным системам, свойства которых весьма сложны поскольку суммируют свойства входящих в них частиц. Особенно сильно влияет наличие в них коллоидных и тонкодисперсных частиц. По количеству частиц разной крупности в грунте построена строительная классификация грунтов.

Скелет грунта – это твердая фаза. Минеральный состав грунтовых частиц зависит от вида горных пород или минералов, из которых они произошли. Помимо минеральных частиц в состав грунтов входят органические вещества (торф или гумус), очень разнообразные по своему физическому состоянию и химическому составу. Они сильно ухудшают строительные свойства грунтов.

Грунтовая фракция - определенный интервал крупности частиц. Выраженное в процентах от общего веса сухого грунта содержание в грунте частиц различной крупности, называется гранулометрическим составом. Разделение частиц на фракции называется гранулометрическим анализом.

Классификация твердых частиц:

 

№ п/п Наименование частиц Поперечный размер (мм) Примечания
  Галечные (щебень) > 10 (20) Классификация по шкале Сабанина (по скорости па- дения частиц в воде)
  Гравелистые 2 ¸ 10 (20)
  Песчаные 0,05 ¸ 2
  Пылеватые 0,005 ¸ 0,05
  Глинистые < 0,005

Свойства твердых (минеральных) частиц зависят от размеров.

Крупнообломочные частицы в скоплении формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые: очень хорошо водопроницаемы; мало сжимаемы; мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).

Песчаные частицы в преобладающем множестве образуют песчаные грунты, которые: хорошо водопроницаемы; мало сжимаемы; не набухают.

За исключением мелких пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от минералов (из которых преобладает кварц, полевой шпат, глауконит), а от крупности.

Пылеватые частицы – продукты как механического, так и химического выветриваний. При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность.

Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают в откосах (потеря устойчивости).

Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.

Глинитые частицы – чрезвычайно активны. По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.

Таким образом самые мелкие частицы являются наиболее активными в формировании строительных свойств грунтов. Следует подчеркнуть, что пылеватые свойства хуже глинистых.

Каолинитовые глинистые грунты меньше набухают, а монтмориллонитовые – набухают очень сильно. Древние глинистые грунты прочнее молодых, но у последних связи гибче и способны восстанавливаться в отличие от старых.

Классификация грунтов (простейшая)

 

№ п/п Наименование грунта Содержит частиц < 0,005 (%) Число пластичности Jр Диаметр раскатываемого шнура из грунта, мм
  Глины >30 >0,17 <1
  Суглинок 10¸30 0,07¸0,17 1-3
  Супесь 3¸10 0,01¸0,07 >3
  Песок <3 Не пластичный Не раскатывается
Примечание: Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к наименованию добавляют слово «пылеватый (ая)», это указывает на особые свойства: способность к сильному пучению при промерзании, набуханию или резкому снижению прочности и увеличению сжимаемости при дополнительном увлажнении, тиксотропному разупрочнению при динамических воздействиях. Jр определяется в лабораторных условиях (в долях единицы).

 

 

Виды грунтов и их характеристики

Физические свойства грунтов, лежащих в основании, исследуют с точки зрения их способности нести нагрузку дома через его фундамент. Физические свойства грунта меняются в зависимости от внешней среды. На них влияет: влажность, температура, плотность, неоднородность и многое другое, поэтому для оценки технической пригодности грунтов будем исследовать их свойства, которые неизменны и которые могут меняются при изменении внешней среды:

  • связанность (сцепление) между частицами грунта;
  • размер, форма частиц и их физические свойства;
  • однородность состава, наличие примесей и их воздействие на грунт;
  • коэффициент трения одной части грунта о другую (сдвиг пластов грунта);
  • водопроницаемость (водопоглощение) и изменение несущей способности при изменении влажности грунта;
  • водоудерживающая способность грунта;
  • размываемость и растворимость в воде;
  • пластичность, сжимаемость, разрыхляемость и т. д.

 

 

Грунты: типы и свойства

Классы грунтов

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).

Скальные грунты - магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.

Дисперсионные грунты - осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водно-коллоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связных и несвязные (сыпучие). Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:

а) минеральные - крупнообломочные, мелкообломочные, пылеватые, глинистые грунты;

б) органоминеральные - заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;

в) органические - торфы, сапропели.

Мерзлые грунты - это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

По строению и составу грунты разделяют на:

  • скальные;
  • крупнообломочные;
  • песчаные;
  • глинистые (в том числе лессовидные суглинки).

В основном встречаются разновидности песчаных и глинистых разновидностей, которые весьма разнообразны как по крупности частиц, так и по физико-механическим свойствам.

По степени залегания грунты делятся на:

  • верхние слои;
  • средней глубины залегания;
  • глубокого залегания.

В зависимости от типа грунта основание может быть расположено в разных слоях грунта. Верхние слои грунта подвергаются атмосферному воздействию (намокание и высыхание, выветривание, замерзание и оттаивание). Такое воздействие изменяет состояние грунта, его физические свойства и уменьшает противодействие нагрузкам. Исключением являются только скальные грунты и конгломераты. Поэтому основание дома необходимо располагать на глубине с достаточными несущими характеристиками грунта.

Классификация грунтов по размеру частиц определена ГОСТом 12536

Частицы Фракции Размер, мм
Крупные обломки
Валуны*, глыбы крупные > 800
средней крупности 400-800
мелкие 200-400
Галька*, щебень крупные 100-200
средней крупности 60-100
мелкие 10-60
Гравий*, дресва крупные 4-10
мелкие 2-4
Мелкие обломки
Песок очень крупные 1-2
крупные 0,5-1
средней крупности 0,25-0,5
мелкие 0,1-0,25
очень мелкие 0,05-0,1
Взвесь
Пыль (ил) крупные 0,01-0,05
мелкие 0,002-0,01
Коллоиды
Глина < 0,002

* Названия крупных обломков с обкатанными гранями.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-06-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: