Грунт — это верхний слой земли, который состоит из минеральной и органической частей. Физические и химические свойства грунта определяют его способность к удержанию воды, воздуха и питательных веществ, а также, важно не забывать, его поддержку конструкций зданий и сооружений. Поэтому грунты играют огромную роль в строительстве.
Для нормального функционирования грунтов и определения их свойств используют строительную классификацию, которая объединяет грунты по определенным признакам. Каждая строительная классификация имеет свою степень устойчивости и удобство использования в различных строительных процессах. Некоторые из них могут быть использованы только при выполнении небольших работ, а другие — при строительстве больших объектов.
В этой статье вы узнаете о всех типах строительной классификации грунтов, что позволит вам определить свойства земляных работ намного точнее и эффективнее.
Строительная классификация грунтов
Грунтовые группы
1. Обычные грунты. Это грунты, которые состоят из сильно перемешанных частиц минеральных веществ, а также органических веществ. Обычные грунты подразделяются на несколько подгрупп в зависимости от их механического состава.
2. Особы грунты. Это грунты с особыми свойствами, например, сильным напряженно-деформируемыми грунтами являются взрывчатые грунты и тектонически нагруженные грунты.
3. Каменистые и щебенчатые грунты. Это грунты, в которых составляющей частью являются крупные частицы камня и щебня.
Классификация по ГОСТ 25100-2011
1. По гранулометрическому составу. В зависимости от размера частиц, грунты классифицируются на гравийные, песчаные, суглинистые, глинистые и торфяники.
2. По механической прочности. В эту группу попадают морозоустойчивые грунты, а также грунты, способные выдержать большие нагрузки без деформации.
3. По уровню водонасыщения. Грунты бывают ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные водой.
Классификация по ISO 14688-1
1. По физико-механическим свойствам. Эта классификация основана на механических свойствах грунтов, таких как плотность, влажность и прочность.
2. По геологическому происхождению. Грунты могут быть определенного происхождения, например, ледниковые, речные или морские грунты.
3. По техническим свойствам. В эту категорию попадают грунты, которые можно использовать в строительстве, такие как грунты, которые подходят для образования фундамента.
Виды грунтов по прочности
По прочности грунты делят на:
- Крепкие грунты — это глина, песок и скала. Они имеют высокую несущую способность и могут выдерживать значительные нагрузки.
- Средней прочности грунты — это глинистый песок, керн, различные валуны и галька. Они имеют среднюю несущую способность и могут поддерживать небольшие нагрузки.
- Слабые грунты — это торф, глина и мягкие отложения. Они имеют низкую несущую способность и могут поддерживать только легкие нагрузки.
Крепкие грунты являются лучшим материалом для строительства, т.к. они позволяют создавать более прочные и надежные фундаменты и перекрытия. Однако, в некоторых случаях, например, при возведении зданий на породах, требуются более сложные конструкции, такие как сваи или котлованы. Средней прочности грунты часто используются для возведения небольших строений или при создании зарыбленных плотин. Слабые грунты же не подходят для строительства и требуют специальных мероприятий для укрепления их несущей способности.
Основные характеристики грунтов
Текстура грунта
Текстура грунта определяет соотношение основных свойств грунта: песок, глину и суглинок. По текстуре грунты делятся на песчаные, суглинистые, глинистые и композитные.
Зерновой состав грунта
Зерновой состав грунта — это процентное содержание поэлементарных частиц грунта в пределах определенного диапазона размеров. Зерновой состав грунта влияет на его свойства и способность выдерживать нагрузки.
Влажность грунта
Влажность грунта — это количество воды, находящееся в грунте в определенный момент времени. Влажность грунта может определить его практические свойства, такие как устойчивость, работоспособность и способность к боковому давлению.
Плотность грунта
Плотность грунта — это отношение массы грунта к его объему. Плотность грунта важна для расчета конструктивных элементов на его носимость и стабильность.
Пластичность грунта
Пластичность грунта — это способность грунта изменять форму, не разрушаясь. Как правило, грунты с высокой пластичностью более нестабильны и опасны для строительства.
Коэффициент водопроводности
Коэффициент водопроводности грунта — это скорость движения воды через грунт. Это показатель способности грунта пропускать воду при строительстве и эксплуатации сооружений.
| Текстура грунта | Зерновой состав, % | Плотность, кг/м3 |
|---|---|---|
| Песчаный | более 70% песка; менее 15% глины и суглинка | 1300-1800 |
| Суглинистый | от 15% до 30% глины, более 50% песка и суглинка | 1700-2000 |
| Глинистый | более 30% глины, менее 50% песка и суглинка | 1900-2200 |
Свойства грунтов при строительстве фундамента
Плотность грунта
На плотность грунта при строительстве фундамента нужно обращать особое внимание, так как что он является определяющим фактором для определения типа фундамента. Чем выше плотность грунта, тем меньше вероятность образования сети трещин в фундаменте, и тем более надежной будет конструкция в целом.
Влажность грунта
В условиях повышенного уровня влажности грунта, к нему прилагается большое давление, которое может оказать определенное воздействие на фундамент. Учитывая это, важно определить влажность грунта перед строительством фундамента и обеспечить его защиту от влаги.
Вязкость грунта
Вязкость грунта также важна при строительстве фундамента. Из-за того, что она определяет свойства грунта, может произойти усадка грунта под фундаментом. Чтобы уменьшить риски возникновения проблем в будущем, выбрав слабо вязкий грунт, можно уменьшить вероятность очень сильного сжатия грунта при длительном пребывании фундамента на нем.
Прочность грунта
Кроме того, при выборе грунта для строительства фундамента необходимо обращать внимание на его прочность. От прочности грунта зависит, какой тип фундамента будет использован. Наибольшую прочность имеют каменистые грунты, а наименее прочные — глинистые грунты.
Состав грунта
Состав грунта также играет важную роль при строительстве фундамента. Частички грунта разных размеров могут оказать определенное влияние на его устойчивость. Причем, при использовании грунта с большими частицами, возможно образование дефектов в фундаменте. Поэтому, при строительстве фундамента, необходимо учитывать состав грунта и выбирать его с учетом всех факторов, а именно плотности, влажности, вязкости и прочности.
Определение свойств грунта на глаз
Для начала, необходимо определить цвет грунта. Часто цвет грунта может указывать на его свойства. Так, например, красноватый цвет может свидетельствовать о высоком содержании железа или органических веществ.
Далее следует определить структуру грунта. Если грунт легко распадается на кусочки (мелкозернистый), то это может свидетельствовать о его высокой плотности, а грунт состоящий из крупных зерен может быть менее плотным.
Также стоит обратить внимание на влажность грунта. Влажный грунт может иметь меньшую гранулометрическую кривую и высокую упругость. Более сухой грунт может иметь более слабые свойства.
Определение свойств грунта на глаз может дать представление об условиях строительства и возможных проблемах, связанных с свойствами грунта. Однако, для точной оценки необходимо использовать специализированные инструменты и проводить испытания.
Строительная классификация грунтов — какие бывают разновидности
Популярный материал: песчаник
Песчаник — это породный грунт, который образуется под воздействием давления и высокой температуры. Он имеет песчаную структуру и высокую прочность. Песчаник широко используется в строительстве благодаря своим свойствам, таким как высокая устойчивость к воде и механическим нагрузкам, а также долговечность.
Суглинок
Суглинок — это грунт, который содержит значительное количество глины. Он характеризуется высокой пластичностью и водоудерживающей способностью. Суглинок используется для строительства фундаментов, так как он обладает устойчивостью к сжатию и несущей способностью.
- Болотный суглинок
- Мерзлый суглинок
- Пустынный суглинок
Песок
Песок является одним из самых распространенных грунтов в строительстве. Он имеет выпуклую зернистую структуру, хорошую устойчивость к воде и погодным условиям. Песок используется в качестве основного материала для производства бетона, а также для дорожного строительства.
Гравий
Гравий — это крупнозернистый грунт, который характеризуется высокой прочностью и устойчивостью к экстремальным условиям. Гравий является неотъемлемой частью дорожного строительства, используется для уплотнения фундаментов и создания водоотводных систем.
- Речной гравий
- Озерный гравий
- Карьерный гравий
Торф
Торф является слабоупругим грунтом, который содержит значительное количество органики. Он имеет низкую прочность, поэтому не используется для строительства фундаментов и других элементов зданий. Торф используется для производства топлива и удобрений в сельском хозяйстве.
Скальные грунты — особенности и классификация
Скальные грунты образуются в результате разрушения твёрдых пород, таких как гранит, базальт, песчаник и другие. Они имеют высокую устойчивость к нагрузкам и влажности и могут выступать в качестве крепления для других типов грунтов. Как правило, они имеют низкую влажность и содержание органических веществ, что делает их удобными для строительства.
Согласно классификации скальных грунтов, выделяют следующие виды:
- Кристаллические интрузивные грунты — образуются при затвердевании магмы, имеют кристаллическую структуру и представлены гранитом, диоритом и другими видами непрозрачных и полупрозрачных пород.
- Кристаллические эффузивные грунты — образуются при затвердевании лавовых масс, имеют плотную и гомогенную структуру и представлены базальтом и андезитом.
- Кремнистые и кремнисто-глинистые грунты — содержат высокую долю кремния, образуются из рассыпных кремнистых пород и представлены кварцитом, песчаником и другими видами глинистых пород.
В зависимости от происхождения и состава, скальные грунты могут использоваться для возведения фундамента, укрепления склонов и дамб, а также в качестве инертных материалов для производства бетона и асфальта.
Классификация грунтов: Полускальные
Полускальные грунты – это грунты, которые включают в себя от 10 до 25% общего объема минеральных зерен размером от 0,05 до 2 мм. Одной из особенностей полускальных грунтов является наличие в их составе средне-размерных частиц, которые не могут быть видны невооруженным глазом, но которые оказывают значительное влияние на их свойства.
Основными видами полускальных грунтов являются:
- Пески с примесью глины;
- Суглинки;
- Пылеватые пески и пыль;
- Дресва, включающие в себя песок и глину.
Полускальные грунты являются довольно прочными и устойчивыми к деформации, при этом имеют недостаточную проницаемость, что создает затруднения в процессе строительства. Нагрузка на полускальные грунты может привести к уплотнению и смещению зерен, что ведет к существенным деформациям.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Плотность | 1,6-2,2 г/см³ |
| Прочность | 1-7 МПа |
| Водопроницаемость | 0,1-0,001 м/сут. |
Песчаные грунты
Песчаные грунты относятся к категории взрывчатых. Они представляют собой смесь крупных и средних зерен песка с небольшим количеством фракций глинистых и каменистых материалов.
Если в составе песчаного грунта преобладают крупные зерна, то он считается гравийно-песчаным, а если крупных зерен мало, то это песчано-глинистый грунт.
Из-за своей легкости и пористой структуры, песчаные грунты отличаются слабой несущей способностью. Для увеличения прочности и устойчивости оснований используется уплотнение и замена на другие типы грунтов.
- Преимущества песчаных грунтов:
- Отличная проницаемость.
- Хорошая дренажная способность.
- Маленькая усадка после уплотнения.
- Недостатки песчаных грунтов:
- Несущая способность низкая.
- Не подходят для строительства наследия.
- Небольшое сцепление с другими грунтами.
| Тип грунта | Содержание песка, % | Содержание глины, % | Содержание камней, % |
|---|---|---|---|
| Песчаный | 70-90 | <15 | <15 |
| Песчано-глинистый | 50-70 | 15-35 | <15 |
| Гравийно-песчаный | <70 | <15 | 15-30 |
Глинистые грунты
Глинистые грунты характеризуются высокой пластичностью и не имеют возможности фильтрации жидкости через них. Считается, что они являются наиболее популярным типом грунтов, встречающимся по всему миру.
В основном глинистые грунты имеют универсальное применение как в строительстве зданий и инфраструктуры, так и в сельском хозяйстве. При этом, использование их в высоких конструкциях может вызвать определенные трудности связанные с несущей способностью.
Также, следует обращать внимание на то, что глинистые грунты часто являются основанием для образования опасных зон, таких как селевые потоки и оползни.
- Высокая пластичность
- Низкая фильтрационная способность
- Широкое применение в строительстве и сельском хозяйстве
- Несущая способность ограничена
- Могут вызывать образование опасных зон
| Показатель | Нормативное значение |
|---|---|
| Плотность | от 1,8 до 2,75 г/см³ |
| Прочность | от 0,3 до 2 МПа |
| Водопроницаемость | менее 10 ^-7 м/сек |
Крупнообломочные
Крупнообломочные грунты — это группа грунтов, частицы которых имеют размеры более 64 мм. Обычно они состоят из камней, гальки, щебня, крупного песка и гравия.
Такой тип грунта обычно не применяется в качестве основы для зданий и сооружений, так как он не годится для строительства фундаментов и забивки свай.
- Происхождение: крупнообломочные грунты являются результатом разрушения горных пород под действием внешних факторов (ветер, вода, температура и давление).
- Характеристики: крупнообломочные грунты имеют высокую проницаемость, высокие капиллярные свойства и низкую устойчивость.
- Использование: данный тип грунта может использоваться для создания дорожных насыпей, для защиты берегов от волн и эрозии.
Для определения прочности и прочих свойств крупнообломочных грунтов необходимо проводить специальные исследования.
Разновидности грунтов по органолептическим признакам
Органолептика — это наука, которая изучает взаимодействие человека с продуктом питания или другим предметом на основе восприятия всех пяти основных органов чувств (вкус, запах, зрение, слух, осязание). При рассмотрении грунтов органолептика также играет важную роль. Существуют разные виды грунтов, которые можно определить по органолептическим признакам.
- Глинистые грунты. По органолептическим признакам глинистые грунты имеют высокую пластичность, приятную на ощупь гладкую поверхность и тонкий шелковистый блеск.
- Песчаные грунты. Обладают хорошей проницаемостью и плохим удержанием влаги. По органолептическим признакам песчаные грунты неровные и грубые на ощупь.
- Илистые грунты. Имеют среднюю пластичность и могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Органолептически они могут иметь рыхлую и маслянистую консистенцию.
- Торфяники. Обладают высокой механической свободой и темно-бурой окраской. По органолептическим признакам торфяники имеют слабый запах гниения и желатиновую консистенцию
| Тип грунта | Признаки |
|---|---|
| Глинистые грунты | Высокая пластичность, гладкая поверхность, шелковистый блеск |
| Песчаные грунты | Неровные и грубые на ощупь |
| Илистые грунты | Средняя пластичность, могут быть рыхлыми и маслянистыми |
| Торфяники | Слабый запах гниения, желатиновая консистенция |
Скатывание в кольцо
Определение
Скатывание в кольцо — это процесс, при котором грунт начинает подвергаться деформации под действием вертикальной нагрузки и образуется радиальная трещина, которая распространяется по глубине.
Причины
Грунт может начать скатываться в кольцо при наличии надежной смягчающей влаги, высокой усталости грунта и перепадах температуры. Кроме того, данное явление может произойти, если на грунт оказывается дополнительная нагрузка, например, из-за увеличения глубины заложения фундамента или из-за нарушения естественного укрепления грунта.
Последствия
Скатывание в кольцо может привести к образованию каверн, провалов и существенному понижению надлежащей опорной способности грунта. Это может стать причиной различных аварийных ситуаций и катастроф в строительстве.
Профилактика
Для предотвращения скатывания грунта в кольцо необходимо осуществлять профилактические мероприятия, связанные с снижением вертикальной нагрузки на грунт, повышением естественного укрепления грунта, снижением перепадов температуры и тщательным мониторингом состояния грунта. Для устранения последствий скатывания в кольцо также может потребоваться проведение реконструкции и реставрации зданий и сооружений.
Процентное содержание различных типов грунта
Песок — гранулы крупнее 0,063 мм. Процентное содержание песка в грунтах может варьироваться от 0 до 100%. Грунты, содержащие более 50% песка, называются песчаными.
Суглинок — гранулы размером от 0,005 до 0,063 мм. Процентное содержание суглинка в грунтах может варьироваться от 0 до 100%. Грунты, содержащие более 50% суглинка, называются суглинками.
Глина — гранулы размером менее 0,005 мм. Процентное содержание глины в грунтах может варьироваться от 0 до 100%. Грунты, содержащие более 50% глины, называются глинистыми.
Ил — смесь глины и суглинка. Процентное содержание ила в грунтах может варьироваться от 0 до 100%. Грунты, содержащие более 50% ила, называются ильными.
Торф — низший грунт, образуется из растительных остатков. Процентное содержание торфа в грунтах может варьироваться от 0 до 100%. Грунты, содержащие более 50% торфа, называются торфяными.
| Тип грунта | Процентное содержание в грунте |
|---|---|
| Песок | 20% |
| Суглинок | 50% |
| Глина | 10% |
| Ил | 15% |
| Торф | 5% |
