что такое пылеватые пески
Песчаные грунты
Песчаные грунты.
Песчаные грунты – это рыхлая горная порода, которая состоит из песчаных и пылеватых частиц с содержанием около 10-30% глинистых частиц. Они представляют собой смесь песка и суглинка в соотношении примерно 3:1. Благодаря именно этому свойству песчаный грунт менее пластичен, чем суглинок.
Песчаные грунты более чем на половину состоят из частиц песка размером меньше 5 мм, форма которых приближена к шарообразной. Пространство между отдельными песчинками называется порами, они заполняются водой и воздухом. В отличие от глинистых песчаные грунты имеют гораздо более низкую пористость – от 0,2 до 0,5, они хуже удерживают в себе влагу. Размер пор достаточно большой для того, чтобы капиллярные силы притяжения не могли связывать песчинки. Поэтому песчаный грунт является несвязным, то есть он рассыпается. В сухом состоянии песчаный грунт совершенно не держит форму, слепленный из песка шар рассыпается сам собой. Насыщенный влагой песок может удерживать форму, но при малейшем давлении тоже рассыпается.
Главная характеристика песчаного грунта – его несущая способность – зависит от содержания в нем влаги и от его степени уплотнения. Чем больше воды содержится в грунте, тем он становится слабее. Чем сильнее уплотнен песчаный грунт, тем больше его несущая способность. Все песчаные грунты, в отличие от других видов грунтов, хорошо и быстро уплотняются под действием нагрузки, их осадка происходит быстро. По степени уплотнения песчаные грунты делят на плотные и средней плотности. Плотным можно считать тот песчаный грунт, который находится на глубине 1,5 м и более: под постоянным давлением вышележащих слоев грунта он максимально уплотнился и является хорошим основанием для фундамента. Песчаный грунт средней плотности – это тот, который находится выше 1,5 м и тот, который был уплотнен искусственно. Он имеет чуть меньшую несущую способность и больше подвержен осадке.
Песчаные грунты удерживают в себе меньше влаги, и, благодаря этому свойству, они в меньшей степени подвержены морозному пучению, в большинстве случаев их можно считать непучинистыми. Это очень большое достоинство: при возведении фундамента на таком грунте глубина промерзания не имеет значения и даже мелкозаглубленный фундамент будет абсолютно устойчивым.
Песчаные грунты разделяют на группы в зависимости от крупности песчинок. Гравелистый песок – самый крупный, он состоит из песчинок размером от 0,25 мм до 5 мм, и имеет высокую несущую способность: плотный гравелистый грунт более 6 кг/см2, гравелистый грунт средней плотности – 5 кг/см2.. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 мм до 2 мм и показывает другие свойства: плотный крупный песок имеет несущую способность 5-6 кг/см2, средней плотности – 4 кг/см2. Свойства крупного и гравелистого песчаных грунтов практически не зависят от наличия влаги и ее количества, их несущая способность остается постоянной. Средний песок имеет песчинки размером от 0,1 мм до 1 мм, его несущая способность в плотном состоянии 4-5 кг/см2, в состоянии средней плотности 3-4 кг/см2. При насыщении влагой такой грунт снижает свою несущую способность еще на 1 кг/см2. Мелкий песок (или пылеватый) имеет размер частиц меньше 0,1 мм и по своим свойствам уже приближается к глинистому грунту: максимальная несущая способность в потном состоянии 3 кг/см2, при средней плотности – 2,5 кг/см2. При насыщении влагой его прочность падает до 1 кг/см2.
Таким образом, самым лучшим основанием для фундамента среди песчаных грунтов будет гравелистый или крупный песок, который обеспечивает отличную несущую способность, практически не теряет своих свойств при увлажнении.
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:
Грунты: типы и свойства
Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).
По строению и составу грунты разделяют на:
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:
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 | 0,7 | е > 0,75 | е > 0,8 |
Степени влажности грунта
Грунты по степени влажности
| Грунт | Степень влажности | |||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Маловлажный | 0 Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания. Граница раскатывания WP соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > WP) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности. Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта IР. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта: Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности. Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице. Текучесть глинистых грунтов Показать текучести IL выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов. Определяется расчетом из формулы: Показатель текучести для грунтов разной плотности
Скальные грунтыОни хорошо держат нагрузку на сжатие даже в водонасыщенном состоянии и при отрицательных температурах, а также не растворимы и не размягчаются в воде. Крупнообломочные грунтыПо гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на: Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями. КонгломератыКак правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей. Хрящеватые грунтыОни не сжимаются и не размываются. В этом случае рекомендуется закладка фундамента с заглублением, как минимум, в 0,5 метра. Дисперсионные грунтыМинеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим. Песчаные грунты
Песчанные грунты по крупности частиц могут быть: По плотности подразделяются на: Чем выше плотность, тем прочнее грунт. Сухой чистый (в особенности крупный) кварцевый песок может выдержать большие нагрузки. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Если пески залегают равномерно с достаточной плотностью и мощностью слоя, то такой грунт являются хорошей основой для фундамента и чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см. Мелкий песок, разжиженный водой, особенно с примесями глины и ила, в качестве основания ненадежен. Пылеватые пески (размер частиц от 0,005 до 0,05 мм) слабо держат нагрузку, как основание требуют укрепление. Супеси
Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов. Глинистые грунты
По поглощенной воде глины и суглинки подразделяют на: Осадка зданий на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью. Сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты с большой мощностью слоя выдерживают значительные нагрузки от сооружений, если под ними находятся устойчивые подстилающие слои. Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома. Но такое такая глина встречается редко, т.к. 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. Так же влага может проникать через песчаные примеси в глине, поэтому влагопоглощение у глины происходит неравномерно. Неоднородность влажности при замерзании грунта приводит к неравномерной пучинистости при отрицательных температурах, что может привести к деформации фундамента. Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески. Они могут размываться, разбухать, сжиматься, при замерзании вспучиваться. Фундаменты на таких грунтах строят ниже отметки промерзания. При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания. 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. СуглинкиПо своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.
В сухом состоянии такие грунты обладают значительной прочностью, но при увлажнении их грунт размягчается и резко уплотняется. В результате происходят значительные осадки, сильные перекосы и даже разрушения возведенных на нем сооружений, в особенности из кирпича. Таким образом, для того чтобы лессовидные грунты служили надежным основанием для сооружений, нужно полностью устранить возможность их замачивания. Для этого необходимо тщательно изучить режим грунтовых вод и горизонты их высшего и низшего стояния. Ил (илистые грунты)
Свойства илистых грунтов: Самым существенным явлением, возникающим в илистых грунтах под действием внешней нагрузки, как указывалось выше, является разрушение их структурных связей. Структурные связи в илах начинают разрушаться при относительно незначительных нагрузках, однако лишь при некоторой, вполне определенной для данного илистого грунта величине внешнего давления происходит лавинное (массовое) нарушение структурных связей, причем прочность илистого грунта резко снижается. Эта величина внешнего давления носит название «структурной прочности грунта». Если давление на илистый грунт меньше структурной прочности, то свойства его близки к свойствам твердого тела малой прочности, причем, как показывают соответствующие опыты, ни сжимаемость ила, ни его сопротивление сдвигу практически не зависят от природной влажности. При этом угол внутреннего трения илистого грунта мал, а сцепление имеет вполне определенную величину. Последовательность возведения фундаментов на илистых грунтах: Сапропель
В их состав входит большое количество растительных осадков. По количеству их содержания различают: Торфяники обычно сильно увлажнены, отличаются сильной неравномерной сжимаемостью и практически непригодны как основание. Чаще всего их заменяют на более пригодные основания, например, песчаные. Влажность грунтаИз-за капиллярного эффекта грунты с мелкой структурой (глина, пылеватые пески) находятся во влажном состоянии даже при низком уровне грунтовых вод. Поднятие воды может достигать: Условия для слабопучинистого грунта Относительно безопасные условия, чтобы грунт считался слабопучинистым, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания: Условия для среднепучинистого грунта Грунт можно отнести к категории среднепучинистой, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания: Условия для сильнопучинистого грунта Грунт будет сильнопучинистый, если уровень грунтовых вод будет выше, чем для среднепучинистых грунтов. Определение типа грунта на глазДаже далекий от геологии человек, сможет отличить глину от песка. Но определить на глаз долю глины и песка в грунте уже не каждый сможет. Какой грунт перед вами суглинок или супесь? И каков процент чистой глины и ила в таком грунте? Для начала обследуйте соседние жилые участки. Опыт создания фундамента соседей может дать полезную информацию. Покосившиеся заборы, деформации фундаментов при неглубоком их заложении и трещины в стенах таких домов говорят о пучинистых грунтах. Потом нужно взять пробу грунта со своего участка, желательно ближе к месту будущего дома. Некоторые советуют сделать ямку, но узкую ямку глубокой не выроешь, да и что с ней потом делать? Я предлагаю простой и очевидный вариант. Начните своё строительство с выкапывания ямы под септик. У вас получится колодец с достаточной глубиной (не менее 3 метров, можно больше) и шириной (не менее 1 метра), который дает кучу преимуществ: Только установите в колодец в ближайшее время бетонные кольца, чтобы колодец не осыпался от дождей. Определение грунта по внешнему видуСостояние сухой породы
Состояние влажной породы
| |||||||||||||||||||||||||||||
