Классификация грунтов по трудности разработки рыхление грунтов

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Определение свойств грунта на участке и правильная классификация грунтов помогает в правильном выборе типа несущей части постройки. Следует помнить, что строящееся сооружение поддерживается не фундаментом, а фундаментом под ним, то есть грунтом. Несущие конструкции передают нагрузку только от верхних элементов. Чтобы выбрать фундамент, необходимо ознакомиться с классификацией грунтов по группам в строительстве и с ее зависимостью от различных характеристик.

Так, разделение почв на типы осуществляется на основании ГОСТ 25100-2011. Этот документ содержит большое количество таблиц с учетом различных характеристик.
Геологические изыскания проводятся для определения типа грунта. На этом этапе необходимо изучить важнейшие свойства основы.

Виды грунтов

I – категория – Песок, супесь, суглинок лёгкий влажный, грунт растительного слоя, торф
II – категория – Суглинок, гравий мелкий и средний, глина лёгкая влажная
III – категория – Глина средняя или тяжёлая, разрыхлённая, суглинок плотный
IV – категория – Глина тяжёлая. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: растительный слой, торф, пески, супеси, суглинки и глины
V – категория – Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк. Мягкий конгломерат. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 30% по объёму.
VI – категория – Сланцы крепкие. Песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк. Мягкий доломит и средний змеевик. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму
VII – категория – Сланцы окварцованные и слюдяные. Песчаник плотный и твёрдый мергелистый известняк. Плотный доломит и крепкий змеевик. Мрамор. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 70% по объёму.

Классификация грунтов по степени пучинистости

Морозное пучение является одной из самых актуальных проблем при строительстве в холодных регионах, где зимой температура опускается ниже нуля. Это явление вызвано одновременным воздействием на почву влаги и холода. При этом основание увеличивается в размерах и оказывает давление на подошву и боковую поверхность фундаментов.

Чтобы избежать негативных последствий, важно вовремя принять меры по борьбе с пучением. Для этого до начала строительства потребуется определить классификация грунтов, к какой из групп относятся виды грунта, расположенные на участке под дом.

Таблица ниже основана на ГОСТ 25100-2011 и СП 243.1326000.2015 (приложение А). В ней приведены грунты и их склонность к возникновению сил морозного пучения.

Тип основания	Тип местности по характеру увлажнения почвы	Степень пучинистости
Крупнообломочный грунт, песок гравелистый, крупный, средней крупности, в котором содержится менее 2% пылеватых частиц	любой	условно непучинистый
То же с содержанием пылеватых частиц до 15%	1	условно непучинистый
Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 2%	1	условно непучинистый
Песок гравелистый, крупный, средней крупности с содержанием пылеватых частиц до 15%	2, 3	слабопучинистый
Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 15%	1, 2	слабопучинистый
Пылеватые песок, супесь, суглинок (тяжелый)	1	слабопучинистый
Легкая супесь	1	слабопучинистый
Легкий суглинок, тяжелая глина	1	слабопучинистый
Легкая супесь	2, 3	пучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	1	пучинистый
Легкий суглинок, тяжелая глина	2, 3	пучинистый
Пылеватые песок, супесь, суглинок (тяжелый)	2, 3	сильнопучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	2	сильнопучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	3	чрезмернопучинистый

Цифры в типе местности по характеру увлажнения грунта определяются по СП 34.13330.2012 (приложение В) и означают:

при наличии поверхностного отвода влаги от здания и глубоком расположении уровня грунтовых вод (УГВ);
при отсутствии поверхностного отвода влаги и глубоком расположении УГВ;
при отсутствии поверхностного отвода влаги и высоком расположении УГВ.

Классификация группы грунтов для смет в строительстве

Наименование и характеристика грунта	Средняя плотность, кг/см2	Используемая техника
I группа грунта
Галька и гравий размером до 80 мм	1700 – 1800
Грунт растительного слоя без корней и с корнями	1200
Лёсс естественной влажности рыхлый с примесью гравия и гальки	1600 – 1750	Грунторез 2086.31-51
Песок всех видов, в том числе с примесью щебня, гравия или гальки	1600 – 1700	Агрегат траншейный АТ
Солончак и солонец, мягкие	1600	Агрегат траншейный АТМ
Суглинок легкий и лессовидный	1700
Супесок всех видов, в том числе с примесью гравия, щебня или строительного мусора	1600 – 1900	Агрегат траншейный АТМ-11
Торф без корней и с корнями толщиной до 30 мм	600	Грунторез ЭТЦ 1609
Чернозем и каштановые земли естественной влажности	1300
Шлак котельный	750
II группа грунта
Галька и гравий размером более 80 мм с примесью булыг	1900
Глина жирная мягкая или насыпная, слежавшаяся с примесью щебня или гравия до 10%	1800
Грунт растительного слоя с примесью гравия, базальтового щебня или строительного мусора	1400	Грунторез 2086.31-51
Мерзлые грунты песчаные, предварительно разрыхленные	1750	Агрегат траншейный АТ
Суглинок с примесью гравия, щебня, булыг или строительного мусора	1750 – 1950	Агрегат траншейный АТМ
Строительный мусор рыхлый и слежавшийся	Агрегат траншейный АТМ-11
Торф с корнями толщиной более 30 мм	600	Грунторез ЭТЦ 1609
Чернозем и каштановые земли отвердевшие	1200
Щебень всякий, а также с примесью булыг	1750 – 1950
Шлак металлургический выветрившийся	1600
III группа грунта
Глина жирная мягкая или насыпная, слежавшаяся с примесью щебня, гравия или булыг более 10%	1950	Грунторез 2086.31-51
Глина тяжелая ломовая	1900	Агрегат траншейный АТ
Солончак и солонец, отвердевшие	1800	Агрегат траншейный АТМ
Строительный мусор сцементированный	1800	Агрегат траншейный АТМ-11
Шлак металлургический невыветрившийся	1800	Грунторез ЭТЦ 1609
IV группа грунта
Гипс мягкий	2200
Глина мореная с примесью до 30% валунов	1950
Глина сланцевая	1950
Глина твердая	2000	Грунторез 2086.31-51
Лёсс отвердевший	1800	Агрегат траншейный АТ
Мел мягкий	1550	Агрегат траншейный АТМ
Мореные грунты с валунами	2100	Агрегат траншейный АТМ-11
Опоки	1900
Скальные грунты предварительно разрыхленные	1800
Скальные грунты, не требующие разрыхления	1750
Трепел слабый	1500
V группа грунта
Мерзлые грунты глинистые и суглинистые	1850	Агрегат траншейный АТ

Грунты и их характеристики

Плывуны – содержат мелкие глинистые или песчаные частицы, разбавленные водой. Степень плывучести определяется по количеству воды в грунте.
Сыпучие грунты (песок, гравий, щебень, галька) состоят из слабосцепленных между собой частиц разного размера.
Мягкие грунты – содержат слабосвязанные между собой частицы землистых пород (глинистых или песчано-глинистых).
Слабые грунты (гипс, глинистые сланцы и др.) состоят из слабосвязанных между собой частиц пористых пород.
Средние грунты – (плотные известняки, плотные сланцы, песчаники, известковый шпат) состоят из связанных между собой частиц пород средней твердости.
Крепкие грунты – (плотные известняки, кварцевые породы, полевые шпаты и др.) содержат связанные между собой частицы пород большой твердости.

Сведения о государственном стандарте ГОСТ 25100-2011

Стандарт разработан рациональным объединением изыскателей (НОИЗ), Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторским технологическим институтом (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова – институтом ОАО “НИЦ “Строительство”, Институтом геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Московским государственным университетом (МГУ) им. М.В. Ломоносова при участии ОАО “Росстройизыскания”, ОАО “Фундаментпроект”, Государственного унитарного предприятия г.Москвы “Мосгоргеотрест”, ОАО “ГСПИ”, ООО “Мостдоргеотрест”, Государственного предприятия Московской области “Мособлгеотрест”, Московского геологоразведочного института (МГРИ-РГГРУ), Московского государственного строительного университета (МГСУ)

Стандарт ГОСТ 25100-2011 внесен техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство и классификация грунтов”

Стандарт ГОСТ 25100-2011 принят межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Д к протоколу N 39 от 8 декабря 2011 г.)

Разрабатывать плывуны, сыпучие, мягкие и слабые грунты легко, но они требуют постоянного укрепления стенок шахты деревянными щитами с распорками. Средние и крепкие грунты разрабатывать тяжелее, но они не осыпаются и не требуют дополнительного крепления.

Асфальт (от греч. άσφαλτος — горная смола) — смесь битумов (60-75 % в природном асфальте, 13-60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон — искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется). Для разрушения (пропилки) асфальтовых покрытий существует такая техника в аренду

Земляные работы включают подготовительные, вспомогательные и основные работы. Подготовительные работы: подготовка территории - валка деревьев, корчевка пней, уборка камня, срезка кустарников, снос строений и т. д.; обеспечение водоотвода и осушение .

КОТЛОВАНЫ

Расположение подземных коммуникаций должно быть обозначено в натуре до начала разработки траншей и котлованов. Для укладки трубопроводов минимальная ширина траншей по дну (без учета креплений) принимается следующей: Траншеи для стальных и пластмассовых трубопроводов при D (наружном .

НАСЫПИ

Поверхности под насыпями, возводимыми из глинистых грунтов на косогорах крутизной 1:10-1:5, разрыхляют. Если крутизна косогоров составляет 1:5-1:3, в основаниях насыпей нарезают уступы с шириной полок 1-4 м и высотой .

ГРУНТЫ

На производство земляных работ большое влияние оказывают физико-механические свойства грунтов: средняя плотность, влажность, сила внутреннего сцепления частиц, разрыхляемость. Различают следующие виды грунтов. Пески - сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0.

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

Для повышения несущей способности оснований зданий и сооружений применяют различные способы укрепления грунтов: цементацию, силикатизацию, битумизацию, электромеханическую и термическую обработку. Временное искусственное замораживание применяется при разработке водонасыщенных фунтов в гидротехническом строительстве и метростроении. Наиболее простыми .

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ОСНОВАНИЯ

При определении порядка производства земляных работ для оснований зданий и сооружений с использованием грунтов в их исходном состоянии учитывают данные инженерно-геологических изысканий. Если обнаруживаются несоответствия фактических инженерно-геологических условий проектным, производят дополнительные исследования грунтов и вносят соответствующие .

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛОДОРОДНОГО СЛОЯ ПОЧВЫ

При производстве земляных работ предусматривается снятие и рациональное использование плодородного слоя, мощность которого определяется на основе оценки данных многолетней урожайности сельскохозяйственных культур. Целесообразность снятия плодородного слоя почвы устанавливается проектом в зависимости от уровня плодородия, показателей свойств почвы .

РАЗБИВОЧНЫЕ ЗНАКИ

Разбивка выемок и насыпей обозначается на местности вехами и кольями оси сооружения, ширины выемки поверху и насыпи понизу, высоты насыпи, глубины выемки и откосов. Все разбивочные знаки (створные вехи, сторожки) закрепляют кольями, .

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ. Земляное сооружение - выемку или насыпь - можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных .

ПОДСЧЕТ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Подсчет объемов земляных работ производят в соответствии с классификацией грунтов и со способами разработки и перемещения их, предусмотренными проектом производства работ. Объемы разработки грунта в больших .

Именно поэтому, успех большинства начинаний строительных компаний зависит от грамотного выбора месторасположения строительной площадки. И такой выбор, в свою очередь, невозможен без понимания тех принципов, на которых основывается классификация грунтов.

С точки зрения строительных технологий существуют четыре основных класса, к которым принадлежат:

- скальные грунты, структура которых однородна и основана на жестких связях кристаллического типа;
- дисперсные грунты, состоящие из несвязанных между собой минеральных частиц;
- природные, мерзлые грунты, структура которых образовалась естественным путем, под действием низких температур;
- техногенные грунты, структура которых образовалась искусственным путем, в результате деятельности человека.

Впрочем, подобная классификация грунтов имеет несколько упрощенный характер и показывает только на степень однородности основания. Исходя из этого, любой скальный грунт представляет собой монолитное основание, состоящее из плотных пород. В свою очередь, любой нескальный грунт основан на смеси минеральных и органических частиц с водой и воздухом.

Разумеется, в строительном деле пользы от такой классификации немного. Поэтому, каждый тип основания разделяют на несколько классов, групп, типов и разновидностей. Подобная классификация грунтов по группам и разновидностям позволяет без труда сориентироваться в предполагаемых характеристиках будущего основания и дает возможность использовать эти знания в процессе строительства дома.

Например, принадлежность к той или иной группе в классификации грунтов определяется характером структурных связей, влияющих на прочностные характеристики основания. А конкретный тип грунта указывает на вещественный состав почвы. Причем, каждая классификационная разновидность указывает на конкретное соотношение компонентов вещественного состава.

Таким образом, глубокая классификация грунтов по группам и разновидностям дает вполне персонифицированное представление обо всех преимущества и недостатки будущей строительной площадки.

Например, в наиболее распространенном на территории европейской части России классе дисперсных грунтов имеется всего две группы, разделяющие эту классификацию на связанные и несвязанные почвы. Кроме того, в отдельную подгруппу дисперсного класса выделены особые, илистые грунты.

Такая классификация грунтов означает, что среди дисперсных грунтов имеются группы, как с ярко выраженными связями в структуре, так и с отсутствием таковых связей. К первой группе связанных дисперсных грунтов относятся глинистые, илистые и заторфованные виды почвы. Дальнейшая классификация дисперсных грунтов позволяет выделить группу с несвязной структурой – пески и крупнообломочные грунты.

Аналогичные совпадения характерны и для дисперсных несвязных грунтов. То есть, имея представление о свойствах одного вида грунта, мы получаем сведения о характеристиках всех видов почвы из конкретной группы, что позволяет внедрять в процесс проектирования усредненные схемы, облегчающие прочностные расчеты.

Причем, классификация грунтов по трудности разработки зависит от конкретного вида техники и разделяет все типы грунтов на 7 основных групп, к которым принадлежат дисперсные, связанные и несвязанные грунты (группы 1-5) и скальные грунты (группы 6-7).

Песок, суглинок и глинистые грунты (принадлежат к 1-4 группе) разрабатывают обычными экскаваторами и бульдозерами. А вот остальные участники классификации требуют более решительного подхода, основанного на механическом рыхлении или взрывных работах. В итоге, можно сказать, что классификация грунтов по трудности разработки зависит от таких характеристик, как сцепление, разрыхляемость и плотность грунта.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ГРУНТОВ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ВОЗРАСТА

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ ρ_s ПЕСЧАНЫХ И ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ТЕКУЧЕСТИ

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИЛОВ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПОРИСТОСТИ

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ САПРОПЕЛЕЙ ПО ОТНОСИТЕЛЬНОМУ СОДЕРЖАНИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ Е ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Зависимость осадки штампа s от давления р

Схема испытания грунта прессиометром

1 — резиновая камера; 2 — скважина; 3 — шланг; 4 — баллон сжатого воздуха: 5 — измерительное устройство

Зависимость деформаций стенок скважины Δr от давления р

Для определения модуля деформации используют график зависимости осадки от давления, на котором выделяют линейный участок, проводят через него осредняющую прямую и вычисляют модуль деформации Е в соответствии с теорией линейно-деформируемой среды по формуле

В зависимости от поставленных задач классифицировать грунты можно по-разному. Встречаются общие, частные, отраслевые и региональные классификации грунтов. Нас интересует больше всего строительная классификация грунтов

Строительная классификация грунтов

скальный грунт (сцементированный или кристаллизационный);
нескальный грунт (несцементированный).

К первой группе относятся магматические, метаморфические, осадочные, искусственныегрунты. Для них характерны водоустойчивость, прочность при сжатии. Породы нескальных грунтов отличаются раздробленностью и дисперсностью. Соответственно, скальные грунты - трудноподдающиеся дроблению, а нескальные с легкостью можно обрабатывать. В зависимости от содержания частиц песка, пыли, глины и др. несцементированный грунт может называться следующим образом: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (см. табл. 1).

Примечание. Прочерк означает, что параметр не нормируется.

Строительные свойства грунтов

Особенности грунтов обусловлены составом, взаимоотношением и взаимодействием составляющих породы. Характеризовать грунты можно по физико-механическим признакам, магнитным, электрическим, водным и др. Нас интересуют строительные свойства грунтов, а это в большей степени физико-механические особенности: полагаясь на них, специалисты производят все расчеты при строительно-монтажных работах, выбирают технологию разработки почвы. Эти характеристики грунта определяют физическое состояние почвы и состояния, которые возникают в результате каких-либо воздействий на грунт. Итак, строительные свойства грунтов:

плотность;
влажность;
сцепление;
разрыхляемость;
угол естественного откоса;
удельное сопротивление резанию;
водоудерживающая способность.

Плотность - масса единицы объема грунта, выражается в кг/м 3 или т/м 3 . Плотность несцементированных пород может достигать 2,1 т/м 3 , скальных - 3,1 т/м 3 .

Влажность характеризуется отношением массы воды в почве к массе сухой почвы. Если процент влажности не превышает 5%, такой грунт называют сухим, от 5 до 15% - маловлажным, от 15 до 30% -влажным, выше 30% - мокрым. Чем выше влажность грунта, тем труднее его разрабатывать. Исключение - глина, т.к. ее обрабатывать в сухом виде наоборот сложнее, но при большой влажности этот процесс затрудняется из-за липкости.

Еще одно важное свойство грунтов - сцепление. Оно характеризует структурные связи и то, как грунт сопротивляется сдвигу. Сила сцепления песчаных пород составляет 0,03-0,05 МПа, глинистых - 0,05-0,3 МПа. Для мерзлых почв характерно значительно большее сцепление.

Когда разрабатывают породу, она увеличивается в объеме, это строительное свойство грунта называется разрыхляемостью. Различают первоначальную разрыхляемость К p и остаточную К ор (показывает, насколько грунт уменьшается в объеме после уплотнения). Показатели разрыхления приведены в таблице 2. Следует помнить, что естественное уплотнение протекает неравномерно, из-за чего могут появиться просадки. Чтобы избежать таких изъянов, грунт нужно утрамбовывать спецмашинами.

Согласно требованиям техники безопасности рыть котлованы и траншеи в большинстве случаев нужно с откосами и креплениями. Угол внутреннего трения, сила сцепления и давление почв, которые лежат сверху, влияют на величину углаестественного откоса. Если сила сцепления отсутствует, предельный угол совпадает с углом трения. Крутизна откоса обусловлена углом естественного откоса а (при условии, что грунт находится в предельном равновесии) (рис.1).

H/A=l/т, где т - коэффициент заложения.

Рис.1. Крутизна откоса

В табл. 3 можно ознакомиться с величинами крутизны откосов для временных земляных сооружений. Когда глубина выемки достигает 5 и более метров, крутизну откосов устанавливают проектом.

Классификация грунтов по удельному сопротивлению резаниюпредставлена в ЕНиР 2-1-1. Она основывается на свойствах грунтов и особенностях землеройной и землеройно-транспортной техники, которая участвует в разработке почвы. Выделяют 6 групп для экскаваторов с одним ковшом, 2 группы - для многоковшовых экскаваторов и скреперов, 3 группы - для грейдеров и бульдозеров, 7 групп - для разработки почвы без применения техники. Грунты первых четырех групп с легкостью обрабатываются как вручную, так и благодаря машинам, а грунты из последующих групп необходимо предварительно рыхлить иногда даже с применением взрывного способа.

Немаловажное свойство грунта, которое влияет на процесс обработки почвы, - этоводоудерживающая способность (способность грунта удерживать в своем составе воду). Для глины характерна высокая сопротивляемость прониканию воды (недренирующий грунт), для песка - низкая (дренирующий грунт). Водоудерживающаяспособность характеризуется коэффициентом фильтрации К, это значение может колебаться от 1 до 150 м/сут .

Читайте также: