Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Скальные грунты

представляют собой сцементированные и спаянные породы, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Они характеризуются высоким пределом прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии, а также — растворимостью и размягчаемостью в воде. Скальные грунты прочны, практически не сжимаются и не промерзают. По несущей способности являются хорошим основанием для фундаментов. Единственная сложность, с которой неизбежно столкнется владелец участка, это разработка скального грунта. На скальных грунтах фундаменты можно закладывать по поверхности, за исключением случаев, когда существует угроза бокового сдвига, то есть на крутых склонах.

Конгломераты — крупнообломочные породы, содержащие более 50% обломков кристаллических или осадочных пород, несцементированных между собой. Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей. В этих грунтах закладывают ленточный фундамент глубиной не менее 0,5 м.

Нескальные грунты в пределах РФ имеют много разновидностей, отличающихся между собой широким диапазоном физических свойств.

Пески представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и других минералов, образовавшихся в результате выветривания горных пород с размерами частиц от 0,1 до 2 мм. Пески могут быть гравелистые, крупные, средней крупности и пылеватые. Пески легко разрабатываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой. В своем большинстве пески, если они залегают слоем равномерной плотности и достаточной мощности, являются хорошей основой для строительства, особенно, если уровень грунтовых вод находится ниже уровня промерзания, характерного для данного региона. Плотные пески слабо сжимаются довольно быстро. Поэтому осадка песчаных грунтов прекращается в довольно сжатые сроки. И чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Пылеватые пески с размером частиц от 0,005 до 0,05 мм плохо воспринимают нагрузку и не могут служить хорошим основанием фундаментов.

Глинистые грунты

в зависимости от их пластичности подразделяют на супеси, суглинки и глины.

Супеси — пески с примесью 5 — 10 % глины. Некоторые разновидности супесей, разжиженных водой, становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость. Такие фунты получили название плывунов. Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.

Суглинки — пески, содержащие 10 — 30 % глины. По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.

Глины — горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться. При этом сжимаемость глины выше, чем у песков, а скорость уплотнения под нагрузкой меньше. Поэтому осадка зданий, фундаменты которых покоятся на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью. Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома. Это правило справедливо с некоторыми оговорками. Дело в том, что глина в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Но коварство глины заключается не в самой влажности, а в ее неоднородности. Сама по себе глина плохо пропускает воду, и влага проникает через различные примеси, находящиеся в фунте. Неоднородность влажности начинает проявляться при замерзании грунта. При отрицательных температурах глина примерзает к фундаменту и вспучивается, поднимая за собой фундамент. Но так как влажность глины различна, то вспучивается она в разных местах по-разному. В одном месте чуть-чуть, а в другом поднимается более сильно, что может привести к разрушению фундамента, и это следует учитывать при строительстве. Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.

Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.

Глинистые грунты, образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов называют илами. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.

При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.

Консистенцию глинистых грунтов можно визуально определить при их разработке лопатой. Пластичный грунт липнет к лопате, твердый — рассыпается на мелкие куски. Определить вид глинистого грунта можно, растирая его по ладони или скатывая в шнур (таблица 10).

Таблица Определение вида глинистого грунта

31.вопрос.

Три следующих группы представляют собой дисперсные (раздробленные) породы, состоящие из твердых частиц и пор, заполненных жидкостью (обычно вода) и газом (обычно воздух, иногда метан, сероводород и др.) В некоторых случаях присутствуют микроорганизмы, бактерии (биота). Таким образом, дисперсные грунты представляют собой многокомпонентные системы (обычно трехфазные) и их строительные свойства определяются как свойствами отдельных составных частей (компонент или фаз), так и их соотношением. Детально они изучаются в грунтоведении

32.вопрос. глава №1

33.вопрос.

Механическими называют свойства, которые оказывают решающее влияние на деформацию и прочность грунта под нагрузкой.
Деформации грунтов под нагрузкой сопровождаются сложными процессами: сжатием твердых частиц, сжатием воды и воздуха, находящихся в порах грунта, разрушением связей между частицами и их взаимным смещением, изменением толщины пленок воды и отжатием свободной воды из пор грунта.
Эти процессы приводят к деформациям, которые можно разделить на упругие, т. е. исчезающие после снятия нагрузки, и остаточные. Между деформациями грунта и давлением на него существует криволинейная зависимость, однако для упрощения ее рассматривают как линейную, что позволяет использовать для расчета деформаций грунтов формулы сопротивления материалов и теории упругости. При расчете по этим формулам вместо модуля упругости материала используют модуль общей деформации грунта £, характеризующий сжимаемость грунта и учитывающий не только упругую, но и остаточную часть деформации.
Нагрузку на грунтовое основание можно увеличивать до тех пор, пока не наступает резкого увеличения деформаций основания, связанного с развитием в нем сдвигов. Чем выше сопротивляемость грунта сдвигу, тем большую нагрузку он может воспринять.
Сопротивление грунта сдвигу. Прочность грунтов в основании зависит главным образом от сопротивления сдвигу частиц относительно друг друга вследствие наличия между ними сил трения и сцепления. Сопротивление взаимному сдвигу двух частиц или двух групп частиц можно схематически проиллюстрировать на примере сдвига двух тел.
Сжимаемость грунтов и их компрессионные испытания. Модуль деформации грунтов. Характерные свойства грунтов изменять под воздействием нагрузки свой, объем вследствие упругого обжатия или обжатия со взаимным перемещением частиц без нарушения сплошности называют их деформативными свойствами. Основными характеристиками деформативных свойств грунтов являются модуль общей деформации и коэффициент бокового расширения.

Модуль общей деформации грунта Е аналогичен модулю упругости в законе Гука, но в отличие от последнего учитывает как упругие, так и остаточные деформации. Он определяется испытанием образца ненарушенной структуры в компрессионном приборе или испытанием грунта штампом в полевых условиях. В настоящее время для оценки механических свойств грунта в основном применяют лабораторные методы.
Компрессионные испытания грунтов проводят с использованием специальных приборов — одометров и стабилометров. При работе с одометром (рис. 1.5) образец грунта ненарушенной структуры помещают в жесткое металлическое кольцо, которое вместе с образцом устанавливают на пористое днище. Нагрузка N передается на образец грунта поршнем. Конструкция поршня (как и днища) допускает фильтрование через него отжимаемой из образца воды. Деформацию образца измеряют индикатором. Одометр находится в ванне, в которую при испытаниях водонасыщенных грунтов наливают воду. Образец грунта имеет форму цилиндра высотой h более 20 мм и диаметром основания более 71 мм с отношением высоты к диаметру 1:3,5. Относительно малая высота образца позволяет уменьшить влияние сил трения грунта о кольцо на деформацию грунта.
Однако одометры имеют два существенных недостатка: 1) наличие трения между боковой поверхностью образца грунта и жесткими стенками корпуса искажает результаты опыта; 2) неточность пригонки горизонтальных поверхностей грунтового образца к пористым дискам и его боковой поверхности к стенкам корпуса одометра приводит к значительному завышению деформаций образца. Этих недостатков лишены приборы трехосного сжатия, называемые стабилометрами.
В стабилометре (рис. 1.6) образец грунта находится в резиновой оболочке, герметически закрытое пространство между которой и жесткими стенками металлического цилиндра заполняется жидкостью, например водой.
Герметичность пространства, в котором находится вода, окружающая образец с боков, и ее малая сжимаемость (по сравнению с грунтом) позволяют считать, что образец испытывает сжатие без бокового расширения. Достоинством стабилометра является то, что в нем устраняются силы трения по боковой поверхности образца и появляется возможность измерения сил бокового давления манометром (см. рис. 1.6).
При испытании образца грунта давление σ, кПа, определяемое по формуле σ = N/A (здесь N — вертикальная нагрузка на образец, кН; А — площадь поперечного сечения образца, м²), повышают ступенями от 12,5 до 50 кПа, выдерживая каждую ступень до прекращения деформации образца, т. е. до стабилизации осадки. В песчаных грунтах стабилизация осадки происходит в течение нескольких минут, а в глинистых грунтах она может длиться несколько суток. В результате испытания устанавливают значения осадки образца s, мм, соответствующие каждой ступени нагрузки, и строят график зависимости относительного вертикального укорочения образца е, определяемого по формуле e=s/h (здесь h — высота образца, мм), от передаваемого на него давления а (рис. 1.7), а также кривую зависимости коэффициента пористости е от а (рис. 1.8), которая называется компрессионной кривой.