Грунты и их свойства. Разрыхляемость грунтов. Откосы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский Федеральный Университет

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Институт Строительный

Кафедра Строительного производства и экспертизы недвижимости

 

 

 

 

 

Грунты и их свойства. Разрыхляемость грунтов. Откосы.

 

РЕФЕРАТ

 

Д.С.270800.62.320901.04.03.РФ.14

 

 

 

 

Руководитель:                                                                                Ямов  В.И.

        

Студент:                                                                                      Деев И.Д.

                                                                                                             Ст-320101

                                              

         

Екатеринбург

2014

 

Содержание.

 

1. Различные виды грунтов и их свойства.
2. Значения расчетных сопротивлений песчаных грунтов.

 

3. Физические свойства грунтов.

 

4. Механические свойства грунтов.

 

5. Разрыхляемость грунтов.

 

6. Котлованы и траншеи. Откосы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Различные виды грунтов и их свойства.

 

Верхний слой почвы толщиной несколько десятков сантиметров, содержащий перегной и корни растений, обладает невысокой прочностью, поэтому дом на этом слое строить нельзя - его надо снять. Разумеется, вы можете его использовать на огороде для грядок и парников, сооружения клумб и цветников. Далее следует обратить особое внимание на открывшийся слой грунта - от его свойств зависит прочность будущего сооружения. Самый лучший грунт - однородный, и фундамент на таком грунте будет осаживаться равномерно, без перекосов и трещин.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся типы грунтов и особенности возведения фундаментов.

Самый прочный - скальный грунт. Скальные грунты представляют собой сцементированные и спаянные, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя породы, они самые сложные для инженерно-геологических изысканий и в Московской области встречаются, как правило, на большой глубине. Скальные грунты характеризуются высоким показателем прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии. Это могут быть массивы изверженных пород с кристаллической структурой, характеризующейся значительной плотностью и малой влагоемкостью, или слоистые структуры, представляющие собой осадочные породы, сложенные из песчаников, известняков, доломитов и глинистых сланцев. Он не деформируется, не размывается, не промерзает, но и для проведения строительных работ очень тяжел. Поэтому траншеи в таком грунте можно и не делать, заложив фундамент прямо на поверхности предварительно выровненной площадки.

Следующие по прочности - гравий и хрящ. Гравий - природный или искусственный материал, представляющий собой окатанные зерна размером 5–70 мм и гладкую поверхность. Они также, как и скальный грунт, не деформируются и не размываются, незначительно промерзают. В этих грунтах глубина закладки фундамента должна быть не менее 0, 5 метра. Расчетное сопротивление таких грунтов составляет 6.0 кг/см2 (для плотных грунтов) и 5.0 кг/см2 (для грунтов средней плотности).

Еще менее прочным грунтом является глина, она обширно распостранена на территории всей Московской области и является одним из основных грунтов подлежащем исследованию при инженерно-геологических изысканиях. Глинистые грунты состоят из очень мелких (размером менее 0, 005 мм) частиц, имеющих в основном чешуйчатую форму. Глинистые грунты делятся на глины (с содержанием глинистых частиц более 30 %), суглинки (10...30%) и супеси (3...10%). Глина деформируется (сжимается), при промерзании значительно расширяется, сдавливая фундамент, при этом давление грунта может достигать 10 т/м2. Глины имеют большое количество тонких капилляров и большую удельную поверхность касания между частицами. Через капилляры вода заполняет все поры глины, образуя тонкие водно-коллоидные пленки, которые обволакивают частицы остова грунта. Созданное взаимное притяжение обеспечивает вязкость глинистого грунта. Поскольку поры глины в большинстве случаев заполнены водой, то при ее промерзании объем увеличивается и начинается процесс пучения. Глинистые грунты подвержены большему сжатию, чем песчаные, но под действием нагрузок скорость уплотнения у глин значительно меньше, чем у песков. Вследствие этого осадка зданий, основанием которых является глина, продолжается длительное время. Несущая способность глинистого основания в основном зависит от его влажности. Так несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень мала, сухая же глина способна выдерживать значительную нагрузку. В местах с высокой влажностью грунта глубина закладки фундамента должна соответствовать расчетной глубине промерзания. Это правило распространяется и на другие влажные грунты. Расчетное сопротивление таких грунтов составляет 3.0 кг/см2 (для плотных грунтов) и 1.0 кг/см2 (для грунтов средней плотности). Поэтому при строительстве в Московской области очень важно знать физико-механические параметры залегающих глин.

Песчаные грунты состоят из частиц размером 0, 1... 2 мм. Так же как и глины они очень распространены в Московской области. В зависимости от соотношения частиц различного размера пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Песчаные грунты очень легки в работе. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может воспринять. Вследствие значительной водопроницаемости увлажнение гравелистых, крупных и средней крупности песков практически не сказывается на их механических свойствах, а мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой, приобретают подвижность (плывуны). Это ведет к существенному снижению несущей способности основания. Крупные и чистые пески при промерзании не вспучиваются, дают быструю, окончательную осадку под нагрузкой и являются хорошим основанием. Глубина закладки фундамента на таких грунтах определеяется расчетной глубиной промерзания.

 

2.Значения расчетных сопротивлений песчаных грунтов 

 

Грунт	Расчетное сопротивление грунтов (кг/см2)
	Плотных	Средней плотности
Пески гравелистые и крупные (независимо от их влажности)	4, 5	3, 5
Пески средней крупности (независимо от их влажности)	3, 5	2, 5
Пески мелкие:
маловлажные	3, 0	2, 5
очень влажные и насыщенные водой	2, 0	2, 0
Пески влажные:
маловлажные	2, 5	2, 0
очень влажные	2, 0	1, 5
насыщенные водой	1, 5	1, 0

 

 

Если вы планируете строить дом самостоятельно, обратитесь в местную проектную или строительную фирму - вам подскажут расчетную глубину промерзания грунта. Если же вы обратились в строительную фирму, все необходимые параметры полученные от геологических изысканий будут учтены при разработке проекта. 

Грунты оснований зданий и сооружений подразделяют на четыре основные группы: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Скальные — изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие JL виде сплошного или трещиноватого массива.

Крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие более 50% по массе обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм.

Песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (грунт не раскатывается в шнур диаметром 3 мм или его число пластичности В7П<1).

Глинистые — связные грунты, для которых число пластичности Wn>l.

Песчаные грунты в условиях природного залегания подразделяют по плотности в зависимости от коэффициента пористости, а глинистые — по консистенции.

Среди грунтов указанных групп необходимо выделять грунты, обладающие специфическими свойствами: илы, просадочные, набухающие и засоленные грунты, грунты с примесью растительных остатков и заторфованные, а также грунты искусственного происхождения (насыпные, закрепленные и т. п.).

Номенклатурные наименования и подразделения грунтов, а также критерии для выделения грунтов со специфическими свойствами и их характеристики приведены в главе СНиП Н-Б.1-62.

Для установления наименований грунтов, состава и состояния в условиях природного залегания, а также их поведения в основании зданий и сооружений должны быть определены следующие показатели свойств грунтов;

плотность, объемная масса и влажность для всех видов грунтов;

коэффициент пористости и степень влажности для крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов;

гранулометрический состав для крупнообломочных и песчаных грунтов;

влажности на границах текучести и раскатывания, число пластичности, консистенция и удельное сопротивление пенетрации для глинистых грунтов;

угол внутреннего трения, удельное сцепление и модуль   деформации для всех видов нескальных грунтов;

временное сопротивление одноосному сжатию скальных грунтов;

сопротивление сдвигу, относительное сжатие и коэффициент фильтрации для слабых глинистых и заторфованных грунтов;

относительная просадочность и начальное просадочное давление для просадочных грунтов;

относительное набухание и усадка, давление набухания и влажность набухания для набухающих грунтов;

количественное содержание солей для засоленных грунтов;

степень . заторфованности для песчаных и глинистых грунтов и степень разложения органического вещества для заторфованных грунтов.

По заданию проектной организации в случае необходимости могут определяться и другие характеристики грунтов.

В целом исследования свойств грунтов строительной площадки должны обеспечить:

определение типа фундаментов, их размеров и глубины заложения;

выбор, в случае необходимости, методов улучшения свойств грунтов основания;

установление вида и объема инженерных мероприятий по освоению площадки строительства;

выбор способов производства работ по устройству оснований и фундаментов.

 

 

 

 Свойства грунтов оснований исследуются в процессе проведения инженерно-геологических изысканий, выполняемых в соответствии с нормативными документами на инженерные изыскания для строительства.

Инженерно-геологические изыскания осуществляются в соответствии с техническим заданием проектирующей организации, в котором определяются основной состав, детальность и порядок проведения изысканий. Основные требования к содержанию технического задания изложены в главе СНиП П-А.

В результате проведения инженерно-геологических изысканий должны быть получены следующие данные:

местоположение и рельеф территории предполагаемого строительства, климатические и сейсмические условия и сведения о ранее выполненных исследованиях грунтов и грунтовых вод;

геологическое строение и литологический состав толщи грунтов и наблюдаемые неблагоприятные физико-геологические и другие явления (карст, оползни, просадки и набухание грунтов, горные подработки и т. п.);

гидрогеологические условия с указанием высотных отметок уровней грунтовых вод, в том числе на период промерзания, сезонных и многолетних амплитуд их колебаний и величин расходов;

агрессивность вод в отношении материалов конструкций;

стратиграфическая последовательность всех слоев, линз и прослоев сжимаемой толщи основания с указанием возраста, происхождения, номенклатурного вида, состава и состояния грунтов и их физико-механических характеристик;

опыт местного строительства;

прогноз изменения инженерно-геологических условий площадки строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений;

трудоемкость производства земляных работ.

 

 

3.Физические свойства  грунтов.

 

Существенное влияние на технологию производства земляных работ оказывают физические свойства грунта: плотность, удельная и объёмная масса, сцепление, влажность, водопроницаемость, влагоемкость, разрыхляемость, угол естественного откоса, угол внутреннего трения, а также такие свойства, как просадочность, пористость, набухание, переход в плывунное и мерзлое состояние.

 

Плотность грунта это отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему грунта (1,2 – 2,4 т/м3).

 

Сцепление характеризует начальное сопротивление грунта сдвигу и зависит от вида грунта и его влажности. Сцепление и плотность грунта влияют на трудоемкость его разработки. Это учитывается в классификации грунтов по группам, приводимой в ЕНиР (сб. Е2, вып.1). Группа определяется наименованием грунта, его характеристикой, состоянием и способом разработки.

 

При разработке одноковшовыми экскаваторами немерзлые грунты подразделяют на шесть групп, скреперами – на две группы, бульдозерами – на четыре группы, а при ручной разработке – на семь групп. Мерзлые грунты имеют свою классификацию.

 

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды к массе сухого грунта, выраженным в процентах. Сухими считают грунты, имеющие влажность до 5%, влажными – от 5 до 30%, мокрыми – свыше 30%.

 

Разрыхляемость грунта характеризуется увеличением его объема при разработке, по сравнению с объемом в природном состоянии и выражается коэффициентом первоначального разрыхления – Кр. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт после уплотнения по сравнению с природным состоянием сохраняет остаточное разрыхление, которое характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления Ко.р.

 

Углом естественного откоса называют угол, образованный наклонной поверхностью (откосом) отсыпанного разрыхленного грунта с горизонтальной плоскостью, при котором грунт находится в равновесном состоянии. С учетом угла естественного откоса назначают крутизну откосов земляных сооружений, которую принято выражать отношением высоты откоса к его заложению.