Классификация грунтов и способы их укрепления

Классификация грунтов и способы их укрепления

Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания. При проведении инженерно-геологических изысканий, проектировании и строительстве следует учитывать  классификацию грунтов ГОСТ 25100-95: Грунты. Классификация.

Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.

Скальные грунты — залегают в виде сплошного массива или в виде трещиноватого слоя и имеют жесткие структурные связи. К ним относятся: магматические породы (граниты, диориты), метаморфические породы (гнейсы, кварциты), осадочные сцементированные породы (песчаники, конгломераты) и искусственные грунты. Они водостойки, не проседают и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных почв менее крепки.

Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К ним относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей слагающих эти породы. Характеризуются эти породы раздробленностью, дисперсностью, что коренным образом отличает их от скальных достаточно прочных пород. В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения, а иногда и органические соединения.

Твердые минеральные частицы грунтов представляют  разнообразные по форме, составу и размерам зерна. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов и до мельчайших коллоидных частиц.

Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:

Крупнообломочные – бессвязные обломки скальных пород (валунные, галечниковые, гравийные и щебнистые) с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву. Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой.

Песчаные – состоят из частиц размером от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц, пески подразделяют на гравелистые, крупеые, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем более крупные и более чистые пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из них. Просадочность плотного песка небольшая, но скорость уплотнения под нагрузкой значительная, потому оседание сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не имеют свойства пластичности.

Пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины). Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, и просадочные которые набухают:

пылеватые песчаные грунты, содержащие частицы размером от 0,05 до 0,005, в количестве от 15 до 50%.

глинистые – связные грунты, состоящие из частиц размером менее 0,005 мм, которые имеют в основном чешуйчатую форму. В отличие от песков глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность столкновения между частицами. Поскольку поры глинистых почв часто заполнены водой, то при промерзании глины происходят ее вспучивание. Несущая способность глинистых оснований зависит от влажности. Сухая глина может выдерживать достаточно большую нагрузку. Глинистые грунты разделяют на глины (с содержанием глинистых частей более 30%), суглинки (10-30%) и супеси (10%).

просадочные – грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают просадку. Просадочными свойствами обладают лессовые и другие макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция.

набухающие – грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.

лессовые (макропористые) – глинистые грунты с содержимым большого количества пылеватых частиц и наличием больших пор (макропор) в виде вертикальных трубочек, видимых невооруженным глазом. Эти грунты в сухом состоянии имеют достаточную прочность, но при увлажнении способные давать под нагрузкой большие просадки. Такие грунты относятся к просадочным и при посадке на них зданий требуют соответствующей защиты оснований от увлажнения.

плывуны – образуются мелкими илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. Они не пригодны как естественные основания.

Биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты следует отнести к особым видам грунтов. Биогенными называются грунты, содержащие значительное количество органических веществ. К ним относятся растительная почва, заторцованные грунты, торф и сапропель (пресноводный ил). Грунты с органическими примесями неоднородны по составу, пышные, подвержены значительной просадки. В качестве естественных оснований под здания не пригодны.

Ил — водонасыщенный осадок водоемов, образующийся в результате протекания микробиологических процессов. Он имеет влажность, превышающую  границу текучести.

Плывуны — это грунты, которые при раскрытии начинают двигаться подобно вязкому текучему телу. Они встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков.

Почвы или растительные грунты — это природные образования, которые составляют поверхностный слой земной коры и обладают плодородием.

Нескальные искусственные грунты это уплотненные различными методами (трамбованием, укатыванием, виброуплотнением, взрывами, осушением) насыпные и намывные грунты:

насыпные грунты – образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, полигонов бытовых отходов и др. Эти грунты имеют свойство неравномерной просадки и в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований под здания.

намывные грунты – образуются в результате очистки рек и озер. Эти грунты являются хорошим основанием для зданий.

Способы укрепления грунтов:

Уплотнение – пневматическая трамбовка (иногда с утрамбовкой щебнем или гравием) или трамбовочными плитами массой от 2 до 4 т, имеющими вид усеченного конуса с диаметром в основании не менее 1 м (из железобетона, стали или чугуна). Этот способ применяют в случае, если грунты недостаточно плотные, а также при насыпных почвах. Для уплотнения больших площадей применяют катки массой 10-15 т. Если грунты песчаные или пылеватые, то для их уплотнения используют также поверхностные вибраторы. Следует отметить, что этот метод является эффективнее, потому что почва уплотняется быстрее.

Силикатизация – используется для закрепления песков, пылеватых песков (плавунов) и лессовых грунтов. Для этого в песчаную почву по очереди нагнетают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, для закрепления пылеватых песков – раствор жидкого стекла, смешанного с раствором фосфорной кислоты, а для закрепления лесов – только раствор жидкого стекла. В результате нагнетания отмеченных растворов грунт по окончании определенного времени каменеет и имеет большую несущую способность.

Цементация – достигается путем нагнетания в почву по трубам жидкого цементного раствора или цементного молока, которые, твердеют в порах грунта, добавляют ему камневидной структуры. Цементацию применяют для укрепления гравелистых, больших и среднезернистых песков.

Выжигание (термическим способом) – осуществляется путем сжигания под давлением горючих продуктов, подающих в щели. Этот способ применяют для укрепления лессовых просадочных грунтов.

Если трудно уплотнить или закрепить почву, то слой слабой грунты заменяют более крепкой. Замененный слой грунты называют подушкой.

При небольшой нагрузке на основание применяют песчаные подушки из большой или средней величины частиц песка. Толщина подушки должна быть такой, чтобы давление на слабый слой грунты, который лежит ниже, не превышало его нормативного сопротивления.

Получи курс по «ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ» на свою почту

Ваш e-mail: *
Ваше имя: *

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.