|
Движения грунта и пучинистость Пучинистость грунта, вызывания способностью грунта удерживать воду в своей структуре, является серьезным врагом ленточных фундаментов. Особенно критична неравномерная пучинистость подлежащих грунтов, приводящая к неравномерным нагрузкам на фундамент. Чаще всего неравномерная пучинистость может быть вызвана наличием разнородных подлежащих грунтов под малозаглубленным ленточным фундаментом. Также неравномерная пучинистость может быть вызвана неравномерным прогревом почвы от солнца, разницей в утеплении грунта (в том числе при неравномерном укрытии грунта рядом с домом снегом), наличием отапливаемых и неотапливаемых помещений на одном фундаменте. Кроме глинистых грунтов, к пучинистым грунтам относятся пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу сезона промерзания влажность выше определенного уровня. Перечень пучинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 приведен в таблице: Таблица №2.
Для обзора важнейших свойств грунтов и их пригодности для строительства мы предлагаем обратиться к сводной таблице: Таблица №3 Характеристики грунтов*
* Таблица адаптирована из раздела R406.1 Международного строительного кода для жилых домов InternationalResidentialCode — 2006 Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уровнем грунтовых вод (УГВ). Чем выше стоят грунтовые воды, тем больше будет расширяться грунт при замерзании. Способность удерживать и «подсасывать» воду из нижележащих слоев обеспечивается наличием в структуре грунта капилляр и подсосом ими воды. Грунт при расширении замерзающей водой (льдом) начинает увеличиваться в объеме. Малозаглубленный ленточный фундамент по определению закладывается на глубины сезоннопромерзающего слоя грунта. При замерзании грунта и начале его движения на фундамент начинает действовать сила, вектор которой приложен перпендикулярно к подошве фундамента (при условии, что подошва лежит в горизонте).  Под действием этой силы, приложение которой зачастую бывает неравномерным по длине фундамента, фундамент и само здание может подвергаться также неравномерным перемещениям. Кроме давления вверх, пучинистый грунт при замерзании может оказывать давление и по горизонтали, и по касательной к вертикальной плоскости ленты фундамента. Таблица №4. Значения касательной силы морозного пучения.
|
||||||
Пучинистость грунтов.
Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески. Крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе
(Вертикальные и касательные составляющие сил морозного пучения)
Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Также выше пучинстость у грунтов с плохими дренажными характеристиками. При промерзании грунта сверху (от уровня земли или планировки) еще незамерзшая вода отжимается льдом в нижележащие слои грунта.
ГЕО ПРОЕКТ | Типы грунтов для коттеджа
Возведение фундамента самый ответственный и важный этап строительства любого дома.
Как выполнить строительство фундамента правильно с учетом местных условий Москвы и Московской области?
Первое, что надо учитывать — это величину и характер осадки будущего фундамента на грунте, на который он будет опираться. При строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты под действием нагрузки сжимаются. Фундамент, следуя за основанием, опускается относительно своего первоначального положения. Величина опускания фундаментов называется осадкой.
Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной деформаций, трещин и других разрушений.
Несущая способность основания определяется величиной нагрузки, при которой получается установленная нормативами осадка.
Теория грунтов
По определению фундаменты предназначены для передачи нагрузки от расположенных выше частей здания на грунт основания.
Основанием, в свою очередь, называют массив грунта, расположенный под фундаментами и воспринимающий нагрузку от всего здания.
Грунты подразделяются на:
- скальные,
- крупнообломочные,
- песчаные,
- глинистые,
- органогенные.
Скальные грунты широко распространены в Уральском регионе и представляют собой залежи естественных горных пород: гранитов, песчаников, кварцитов и т.д. Скальные массивы значительной мощности при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочным естественным основанием. Но Но они, обычно, залегают на существенной глубине под слоями нескольких пород и редко служат основанием для фундаментов малоэтажных жилых зданий.
Крупнообломочные грунты – это продукты распада скальных пород. Они малосжимаемые, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинистые. По своим природным крупнообломочные грунты свойствам они являются хорошим основанием, и также широко распространены в Свердловской области. Тем не менее, довольно часто поверх твердых горных пород у нас располагаются песчаные и глинистые грунты.
Песчаные грунты состоят из жестких частиц, имеющих форму зерен. По размеру частиц (крупности) различают:
— гравелистые пески,
— крупные пески,
— средние пески,
— мелкие пески,
— пылеватые пески.
Величина осадки фундамента, а, следовательно, и допускаемое давление на песок зависит от крупности, плотности, содержания глинистых частиц и насыщенности пор водой. Чем крупнее песок, тем лучше. Плотные равномерно залегающие пески крупные или средней крупности, не подверженные размыванию водой, являются хорошим, практически не подверженным пучению основанием.
Опасны с точки зрения неравномерной осадки водонасыщенные пылевато-песчаные грунты с примесью мелких глинистых частиц, называемые плывунами. Из-за большой подвижности и очень низкой несущей способности они не могут служить основанием.
Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Промежуточными видами этих грунтов между песками и глинами являются супеси (содержат от 3 до 10% глинистых частиц) и суглинки (от 10 до 30%). Свойства глинистых грунтов во многом зависят от происхождения, состава и влажности. Большое количество воды приводит к их текучести, то есть практически к разжиженному состоянию.
Органогенные грунты это:
— культурный растительный слой,
— органический ил,
— торфяные и болотные грунты.
Как правило, органогенные грунты при строительстве прорезаются, а основание располагают на подстилающих слоях. Химический состав грунтовых вод в органогенных грунтах должен быть тщательно обследован, так как в них часто бывают растворены соли, разрушающие материалы фундамента. При капитальном строительстве они считаются непригодными для непосредственного возведения на них фундаментов.
На свойства грунтов оказывают влияние сезонные изменения температур. Промерзание грунта может вызвать силы пучения, достигающие значительной величины. Природа этого явления заключается в том, что вода, содержащаяся в порах грунта, при замерзании расширяется и выпучивает грунт кверху, а при оттаивании вызывает его просадку. Предельная глубина, на которой появляется пучение, называется глубиной промерзания. Правда, не все глинистые грунты испытывают пучение.
Пучинистыми считаются пылевато-глинистые грунты, а также мелкие и пылеватые пески. Не проявляют пучения глины и суглинки в твердом и полутвердом состоянии, а супеси в твердом, то есть глинистые грунты низкой влажности.
Определить строительные свойства грунтов можно только путем инженерно-геологических изысканий, которые выполняет наша компания. Для этого на месте предполагаемого строительства бурятся скважины, из которых отбираются пробы грунта. Количество и глубина скважин зависит от геологических условий участка, конфигурации и размеров будущего здания. Однако при геологии участка под жилые дома (коттеджного строительства) обычно достаточно 2-4 скважин глубиной 8-10 метров. Лабораторный анализ отобранных проб позволяет определить физико-механические и химические свойства залегающих в основании грунтов, а порядок их напластования устанавливается при составлении геологических разрезов. Заключение по результатам изысканий является важнейшим документом при проектировании фундаментов.
Более того, заказать инженерно-геологические исследования лучше еще до покупки участка, особенно если есть признаки, что на нем залегают слабонесущие грунты (заболоченность прилегающей местности, понижение рельефа и т.д.). Подчас разумнее поискать вариант в другом более благоприятном в геологическом отношении месте.
Ил
Ил представляет собой твердый пылевидный осадок, который переносится и осаждается водой, льдом и ветром.
Ил состоит из каменных и минеральных частиц, которые крупнее глины, но меньше песка. Отдельные частицы ила настолько малы, что их трудно увидеть. Чтобы классифицироваться как ил, частица должна быть менее 0,005 сантиметра (0,002 дюйма) в поперечнике. Ил встречается в почве вместе с другими типами отложений, такими как глина, песок и гравий.
Илистая почва скользкая во влажном состоянии, а не зернистая или каменистая. Саму почву можно назвать илом, если ее заиленность превышает 80 процентов. Когда отложения ила сжимаются и зерна сжимаются вместе, образуются такие породы, как алевролит.
Ил образуется, когда камень разрушается водой и льдом. По мере того, как текущая вода переносит крошечные фрагменты камней, они царапают стенки и дно русел ручьев, откалывая еще больше камней. Частицы трутся друг о друга, становясь все меньше и меньше, пока не станут размером с ил. Ледники также могут разрушать частицы горных пород, образуя ил. Наконец, ветер может переносить частицы горных пород через каньон или ландшафт, заставляя частицы тереться о стену каньона или друг о друга. Все три процесса создают ил.
Ил может изменить ландшафт. Например, ил оседает в стоячей воде. Таким образом, отложения ила медленно заполняются в таких местах, как водно-болотные угодья, озера и гавани. Паводки откладывают ил вдоль берегов рек и в поймах рек. Дельты образуются там, где реки откладывают ил, впадая в другой водоем. Около 60 процентов дельты реки Миссисипи состоит из ила.
В некоторых частях мира перенесенный ветром ил покрывает землю. Такие отложения ила известны как лёссы.
Лессовые ландшафты, такие как Великие равнины, обычно являются признаком прошлой ледниковой активности.
Многие виды организмов прекрасно себя чувствуют на скользкой илистой почве. Лотосы укореняются в грязных, илистых заболоченных местах, но их большие эффектные цветы распускаются над водой. Лотос является важным символом в индуистской, буддийской и древнеегипетской религиях. Лотос — национальный цветок Индии и Вьетнама.
Многие виды лягушек впадают в спячку холодной зимой, зарываясь в слой мягкого ила на дне озера или пруда. Вода на дне водоема не замерзает, а ил обеспечивает некоторую изоляцию или тепло для животного.
Илистая почва обычно более плодородна, чем другие типы почв, что означает, что она хороша для выращивания сельскохозяйственных культур. Ил способствует удержанию воды и циркуляции воздуха. Слишком много глины может сделать почву слишком жесткой для роста растений. Во многих частях мира сельское хозяйство процветало в дельтах рек, где богаты залежи ила, и вдоль берегов рек, где ежегодные паводки пополняют ил.
Дельта реки Нил в Египте является одним из примеров чрезвычайно плодородной области, где фермеры собирали урожай на протяжении тысячелетий.
Когда деревьев, камней или других материалов для предотвращения эрозии недостаточно, ил может быстро накапливаться. Слишком много ила может нарушить некоторые экосистемы.
Подсечно-огневое сельское хозяйство, например, нарушает экосистему, удаляя деревья. Сельскохозяйственная земля смывается в реки, а близлежащие водотоки засоряются илом. Животные и растения, приспособившиеся к жизни в умеренно илистой почве, вынуждены искать новую нишу, чтобы выжить. Речная среда обитания некоторых организмов в реке Амазонка, таких как розовый амазонский дельфин, также называемый бото, находится под угрозой. Речные дельфины также не могут найти добычу в илистой воде.
Сельскохозяйственные и промышленные стоки также могут забивать экосистемы илом и другими отложениями. В районах, где используются химические удобрения, стоки могут сделать ил токсичным.
Токсичный ил может отравить реки, озера и ручьи. Ил также может стать токсичным из-за воздействия промышленных химикатов с судов, что делает ил на дне портов и гаваней особенно опасным. Когда в 2008 году город Мельбурн, Австралия, решил углубить свою гавань, многие люди были обеспокоены тем, что поднятие миллионов тонн ила, наполненного такими химическими веществами, как мышьяк и свинец, угрожает экосистеме водного пути.
Краткий факт
Забор от ила
Забор от ила представляет собой барьер из проволоки и ткани. Противоиловый забор используется для улавливания ила и стока с участков, подверженных эрозии, для предотвращения попадания ила в ручьи и дома.
Краткая информация
Грузовые автомобили с илом
Каждый год Инженерный корпус армии США вывозит около 400 000 грузовиков с отложениями из Великих озер, в основном из Толедо, штат Огайо, в районе озера Эри. Ил забивает жизненно важные судоходные каналы.
Статьи и профили
Новости National Geographic: Ураган «Рита» действительно помог водно-болотным угодьям, говорится в исследовании.
18.11.2013
Пористость грунта (n) – отношение объема пустот к общему объему грунта:
n = (V_v) / V
Где V_v – объем пустот (пустых или заполненных жидкостью) , а V – общий объем почвы.
Пористость обычно используется параллельно с коэффициентом пористости почвы (e), который определяется как отношение объема пустот к объему твердых частицsl. Плотность и коэффициент пустотности взаимосвязаны следующим образом:
e = n /(1-n) и n = e / (1+e)
Плотность почвы зависит от консистенции и уплотнения почвы. На это непосредственно влияет уплотнение.
Типичные значения пористости почвы для различных грунтов
Ниже приведены некоторые типичные значения пористости почвы для различных типов грунта USCS в нормально уплотненном состоянии, если не указано иное. Эти значения следует использовать только в качестве ориентира при решении геотехнических задач; однако часто необходимо учитывать конкретное состояние каждой инженерной задачи для соответствующего выбора геотехнических параметров.
| Описание | USCS | Пористость [-] | Артикул | ||
| мин | максимум | Конкретное значение | |||
| Хорошо отсортированный гравий, песчано-гравийный, с небольшим содержанием мелких частиц или без них | ГВт | 0,21 | 0,32 | [1], | |
| Гравий плохого качества, песчано-гравийный с небольшим содержанием мелких частиц или без них | ГП | 0,21 | 0,32 | [1], | |
| Илистый гравий, илистый песчаный гравий | ГМ | 0,15 | 0,22 | [1], | |
| Гравий | (ГВ-ГП) | 0,23 | 0,38 | [2], | |
| Глинистый гравий, глинисто-песчаный гравий | ГК | 0,17 | 0,27 | [1], | |
| Ледниковый тиль, очень смешанозернистый | (ГК) | — | — | 0,20 | [4 цитируется в 5] |
| Хорошо отсортированные пески, гравийные пески, с небольшим содержанием мелких частиц или без них | SW | 0,22 | 0,42 | [1], [2], | |
| Крупный песок | (SW) | 0,26 | 0,43 | [2], | |
| Мелкий песок | (SW) | 0,29 | 0,46 | [2], | |
| Пески плохого качества, гравийные пески с небольшим содержанием мелких частиц или без них | СП | 0,23 | 0,43 | [1], [2], | |
| Илистые пески | СМ | 0,25 | 0,49 | [1], [2], | |
| Глинистые пески | СК | 0,15 | 0,37 | [1], | |
| Неорганические илы, алевритовые или глинистые мелкозернистые пески со слабой пластичностью | мл | 0,21 | 0,56 | [1], | |
| Однородный неорганический ил | (мл) | 0,29 | 0,52 | [3], | |
| Глины неорганические, алевритистые глины, песчаные глины низкой пластичности | класс | 0,29 | 0,41 | [1], | |
| Органические илы и органоалевритистые глины низкой пластичности | ОЛ | 0,42 | 0,68 | [1], [3], | |
| Илистая или песчаная глина | (КЛ-ПР) | 0,20 | 0,64 | [3], | |
| Неорганические илы высокой пластичности | МХ | 0,53 | 0,68 | [1], | |
| Глины неорганические высокопластичные | CH | 0,39 | 0,59 | [1], | |
| Мягкая ледниковая глина | — | — | — | 0,55 | [4 цитируется в 5] |
| Жесткая ледниковая глина | — | — | — | 0,38 | [4 цитируется в 5] |
| Глины органические высокопластичные | ОХ | 0,50 | 0,75 | [1], [3], | |
| Мягкая слегка органическая глина | (ОН-ПР) | — | — | 0,66 | [4] цитируется в [5] |
| Торф и другие высокоорганические почвы | Пт | — | — | [4 цитируется в 5] | |
| мягкая очень органическая глина | (Пт) | — | — | 0,75 | [4] цитируется в [5] |
ССЫЛКИ
- Швейцарский стандарт SN 670 010b, Характеристические коэффициенты грунтов, Ассоциация швейцарских инженеров-дорожников
- Дас, Б.
