Как определить вид грунта под фундамент

Определяем свойства грунтов на участке застройки.

Прежде чем приступать к разработке проекта любого дома, необходимо определить какими характеристиками обладают грунты на участке будущей застройки. Без этих данных невозможно прежде всего сделать качественный и в меру экономичный фундамент и, следовательно, построить надёжный и долговечный дом. В данной статье будет говориться о том, как можно самостоятельно определить физические и механические свойства грунтов.

Не секрет, что самым лучшим способом исследования участка застройки являются геолого-геодезические изыскания проводимые специализированными организациями. При помощи буровой машины делается несколько скважин, берутся пробы грунта на разных глубинах и затем уже в лаборатории определяются необходимые физико-механические свойства.

В связи с дороговизной данной процедуры, зачастую люди, строящие дом своими силами, от неё отказываются. Строительство фундамента при этом ведётся либо на основе опыта соседей по участку, либо надеясь на наш всемогущий «русский авось». Привести это может, в лучшем случае, к закладке излишне массивного фундамента с перерасходом денежных затрат на него, а в худшем случае, наоборот, к постройке слишком слабого фундамента и к последующему его разрушению.

Ниже мы посмотрим, как можно самому определить основные свойства грунта, необходимые для более или менее точного выбора параметров будущего фундамента дома. Если при определении какой-либо характеристики, Вы рассматриваете два варианта и не знаете какой из них выбрать, всегда берите вариант с худшими условиями. Не так страшен немного излишний запас прочности фундамента, чем его недостаток.

Итак, для начала на участке необходимо сделать минимум две, а лучше четыре (по углам будущего дома) скважины. Глубина их зависит от типа фундамента, от этажности дома и материала из которого он будет построен. Например, если специализированная организация делает изыскания для двухэтажного кирпичного дома, то скважины будут буриться на глубину около 10 метров. Очевидно, что самостоятельно в ручную сделать это проблематично (хотя и возможно). В связи с этим нужно стараться сделать скважину максимально глубокой, хотя бы на две глубины промерзания. Удобнее всего использовать обычный садовый бур. Также, если есть необходимость и возможность, можно сразу перед строительством дома выкопать яму под септик. Изучить грунт при этом ещё проще.

С помощью скважин определяются вид несущего грунта, толщина плодородного слоя почвы и уровень грунтовых вод.

I. Вид несущего грунта

По мере заглубления в землю сначала идёт плодородный слой почвы, затем несущий грунт. Фундамент должен опираться именно на него. Выделяют четыре основных класса несущих грунтов:

— мёрзлые (содержащие лёд);

— техногенные (насыпные, намывные и т.п.)

Чаще всего, особенно в средней полосе России, приходится иметь дело с дисперсными грунтами. Их существует несколько видов: глинистые, песчаные, илистые и заторфованные. Из них для малоэтажного строительства подходят глинистые и песчаные. На илистых и заторфованных грунтах своими силами без специальных знаний лучше ничего не строить.

Рассмотрим два способа определения вида дисперсного несущего грунта.

1 способ: Возьмите в руку немного грунта, смочите водой и отожмите, пока вода не перестанет из него капать. Затем раскатайте грунт ладонями в жгут диаметром около сантиметра и согните его в кольцо. В зависимости от того, как это у Вас получится, можно выделить следующие виды грунта:

— если скатать жгут вообще не получается, значит у Вас в руках песчаный грунт (песок);

— если жгут всё же скатывается, но получается очень хрупким и легко рассыпается — это супесь;

— если жгут скатывается, но при попытке согнуть в кольцо он сразу ломается — это лёгкий суглинок;

— если жгут сгибается в кольцо и при этом на его поверхности появляются трещины — это признак тяжёлых суглинков, близких по своим свойствам к глине;

— если жгут липкий, легко раскатывается и при сгибании остаётся гладким без трещин, значит Вы держите глину.

2 способ: Возьмите прозрачную стеклянную банку, например, литровую и наполните её на половину исследуемым грунтом, предварительно очистив его от корней и камней. Затем долейте до верху воды и тщательно перемешайте, до получения однородной взвеси. Положите банку и не трогайте до тех пор пока все частицы не осядут и вода не станет прозрачной. В зависимости от состава грунта, это может занять от пары часов до двух-трёх дней.

В связи с различной скоростью оседания песчаных, пылеватых и глинистых частиц в банке будет видна граница между слоями. Внизу песок, выше — ил (пылеватые частицы) и сверху — глина. Высоту слоёв нужно измерить линейкой и перевести её в процентное соотношение.

По треугольной диаграмме ниже можно определить тип исследуемого грунта:

Процентное содержание песка показано жёлтыми линиями, глины — красными, ила — синими. Точка пересечения этих линий показывает, к какому виду относится данный образец грунта.

II. Уровень грунтовых вод

Перед началом любого строительства обязательно нужно знать уровень грунтовых вод на участке. Пробурив скважины, через 2-3 часа опустите в них деревянную рейку. Если вода есть, это будет видно, и можно будет определить, на какой она глубине. Замеры нужно проводить весной, когда уровень повышается.

Если в непосредственной близости от участка есть колодец, по нему также не сложно определить уровень грунтовых вод.

III. Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта является важной характеристикой, без которой нельзя правильно рассчитать фундамент. Для начала можно ориентировочно определить её нормативное значение по карте глубин промерзания:

Данная карта (для увеличения кликните по картинке) показывает зависимость глубины промерзания от климатических условий в определённом районе. Но помимо климата промерзание также зависит от вида грунта на участке, от конструкции пола в доме, от наличия подвала и от среднесуточной температуры внутри помещения. Более точно определить на какую глубину будет промерзать грунт в данных конкретных условиях можно, с помощью простого и удобного калькулятора расположенного здесь… Пользоваться им очень просто: найдите свой город (либо ближайший) и в таблицах ниже подберите значение с подходящими условиями.

IV. Степень пучинистости грунтов

Иногда при расчёте фундамента, например, мелкозаглубленного , с ограниченными данными о физико-механических свойствах несущего грунта, определяется степень его пучинистости. Делается это следующим образом:

— рассчитывается показатель Z = dw — df, где dw — глубина залегания грунтовых вод, м; df — расчётная глубина промерзания, м (определялась выше).

— в зависимости от значения Z по таблице ниже определяется степень пучинистости:

К непучинистым грунтам также относятся скальные и крупнообломочные, а также крупные и средней крупности пески не содержащие глинистых включений.

В комментариях к данной статье Вы можете поделиться с читателями своим опытом в исследовании свойств грунтов, либо задать интересующие Вас вопросы.

Источник

Как самостоятельно определить вид грунта

Грунт представлен неоднородными частицами, которые обладают разными несущими способностями, поэтому, чтобы заложить фундамент, нужно правильно определить тип грунта.

В этой статье рассказывается, как самостоятельно определить вид грунта.

Формирование грунта проходит в течение десятков и сотен лет. Чтобы построить дом, необходимо обладать минимальными знаниями о залегающих слоях. Каждый вид грунта имеет много разновидностей и обладает широким диапазоном физических свойств.

Скальные, крупнозерновые песчаные и хрящевые грунты обладают хорошей несущей способностью, не подвергаются сильной усадке и действию пучинистых сил.

Глина, суглинки и торф сильно сжимаются, разрушают основания и подвергают несущие конструкции перекосу.

Характеристики грунта можно улучшить искусственными способами и построить здание на любой почве.

Типы грунта

Скальный грунт – состоит из спаянных и сцементированных пород. Скальное основание трудно разрабатывать и проводить инженерно-геологические изыскания. Скалы характеризуются высокой плотностью и не подвергаются воздействию грунтовых вод.

Данный грунт не размывается и не деформируется. Рытье траншей в таком грунте очень затруднительно, поэтому фундамент закладывают поверх скалы.

Хрящевой грунт состоит из гравия – природного или искусственного происхождения. Гравий обладает гладкой поверхностью и напоминает зерна. Размер камушков гравия равен 20 – 70 мм.

Хрящевой грунт обладает высокой несущей способностью. В зимнее время грунт незначительно промерзает. Закладку фундамента осуществляют на глубине 50 – 70 см.

Глинистый грунт состоит из мелких чешуйчатых частиц и содержит в себе большое количество влаги. При промерзании глинистый грунт сжимается. Несущие характеристики грунта зависят от количества воды, содержащейся в глине. Зимой глина промерзает на глубину 1,5 метра. Закладку фундамента на глине стоит производить после устройства песчаной подушки.

Суглинки и супеси содержат в себе от 10 до 30 процентов глины, а остальную часть занимает песок.

Этот грунт пластичен, содержит в себе много воды и подвержен пучению. Под действием фундамента супеси и суглинки сильно осаживаются.

Торфяные почвы располагаются на осушенных болотах и являются самыми неустойчивыми. Из-за высокой степени насыщения торфа водой, строительство без частичной замены грунта невозможна.

Под нагрузкой фундамента торф сжимается и затягивает фундамент.

Способы определения типа грунта

Различают такие способы:

• инженерно – технологические исследования;
• лабораторные исследования;
• изготовление шурфов для ручного определения.

Также существуют визуальные способы определения грунта:

1. Растирание на ладони.
2. Определение сухого и влажного состояния.
3. Рассмотрение под лупой.
4. Скатывание в шнур.

Самостоятельно определить тип грунта можно следующим способом:

1. На почве бурят шурфы глубиной 2,5 метра. Через каждые пол метра проводят забор почвы в отдельные контейнеры и плотно закрывают, чтобы влага не проникла внутрь.После производства заборов, каждый тип почвы смачивают водой и скатывают жгут. Полученный жгут скручивают в кольцо.Если кольцо осталось целым, то грунт состоит из глины. Кольцо раскрошилось на мелкие части – грунт состоит из супеси. Суглинок рассыплется на несколько крупных частей.
2. Определение коэффициента пористости песка. В емкость засыпают грунт и замеряют объем. Далее проводят утрамбовку и повторно замеряют объем песка. Путем соотношения уплотненного и неуплотненного грунта определяют коэффициент пористости. Если пористость грунта высокая, то он обладает низкими несущими способностями.
3. Определения грунта по оседающим частицам. Установить тип грунта можно с помощью определения скорости оседания частиц в емкости. Для данного способа используют прозрачную емкость, линейку, листок бумаги, средство для мытья посуды и образцы грунта.

• Раскладываем образцы на бумаге для просушки и удаления из них камней, органических вкраплений и прочего мусора. После просушки измельчаем образцы.
• Опрыскиваем образцы водой из пульверизатора.
• Наполняем высокую прозрачную емкость на 1/4 образцами.
• Заполняем емкость водой до полного объема.
• Добавляем 1 чайную ложку средства для мытья посуды.

  Возьмите процент песка в качестве отправной точки в нижней части диаграммы и проведите линию вверх и влево. Затем возьмите процент глины и проведите линию горизонтально. Возьмите процент ила и проведите линию вниз. Все должны пересечься в одной точке, по которой можно судить о типе грунта.

  Исследование почвы вручную

  Возьмите горсть почвы в руки, увлажните и разотрите между пальцами. Далее:

  • Сомните в шар. Глина с примесью песка не будет держать форму шара, будет рассыпаться. Гладкий и пластичный шар говорит о том, что грунт полностью состоит из глины. Шар, который легко скатывается, но лопается, состоит из глины с малым количеством песка.
  • Если почва не скатывается в форму, а рассыпается и не оставляет следов на ладони – перед вами песок. Грунт, который застревает в складках пальцев, состоит из ила.

  

  Самостоятельно определить тип грунта несложно. Но лучше все вопросы по исследованию грунта поручить специалистам. Это требует материальных затрат, но оправдается при возведении будущего фундамента.

  Источник

  SGround.ru

  Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

  Определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории

  

  Возможно изучить характеристики грунта без лаборатории?

  1. Введение

  Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания которые позволяют определить во всех подробностях какие характеристики у грунтов, залегающих под будущим фундаментом. Эти данные позволят запроектировать максимально дешевый и экономичный фундамент с сохранением необходимых показателей надежности.

  [Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]

  Всегда, прежде чем отказаться от геологических изысканий, оцените риски от неверного принятия решения по фундаменту и сравните их с экономией на отказе от изысканий. В моем регионе бурение одной скважины и лабораторные исследования образцов грунта обойдутся в 30-40 тысяч рублей (с выдачей официального отчета о инженерно-геологических изысканиях).

  Если на заказ изысканий в специализированной организации нет денег, и вы приняли решение самостоятельно запроектировать фундаменты, то необходимо определить характеристики грунтов хотя бы примерно, по визуальным признакам. Об этом читайте в ниже в данной статье.

  2. Классификация грунтов

  Для классификации грунтов полезно пользоваться нормативным документом – ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» — в нем указано все что необходимо знать о классификации грунтов строителю.

  Самые крупные классы грунтов:

  • Скальные грунты— грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)
  • Дисперсные грунты— грунты с физическими, физико-химическими или механическими структурными связями.
  • Мерзлые грунты— грунты с криогенными структурными связями.
  • Техногенные грунты— грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.

  Группы и подгруппы нескальных грунтов	Характеристика
  Осадочные нецементированные:
  крупнообломочные	Нецементированные 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 число пластичности его Jp > 0,1 (озерные, болотные, озерно-болотные, аллювиально-болотные)
  Почвенно-растительные	Природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием
  Искусственные
  Уплотненные в природном залегании, насыпные, намывные	Преобразованные различными спо­собами или перемещенные грунты природного происхождения и отходы производственной и хозяйственной деятельности человека

  Скальные грунты, пожалуй, любой, даже абсолютно неподготовленный, человек сможет отличить от всех остальных типов грунта. На скальных грунтах из-за их высокой прочности проблем с фундаментом, с точки зрения несущей способности основания, не возникает – они часто сами могут служить фундаментом здания или сооружения.

  Мерзлые грунты схожи по прочности со скальными и бывают сезонномерзлыми или многолетнемерзлыми. Сезонномерзлые грунты весной превращаются в талые и как основания фундаментов не могут использоваться.

  Многолетнемерзлые грунты (ММГ) — это специфические грунтовые условия, проектирование фундаментов на которых одна из самых сложных задач и заниматься этим без помощи профессионалов не рекомендуется. В некоторой степени вопросы проектирования фундаментов на ММГ затронуты в соответствующей статье.

  Техногенные грунты (свалки строительного или бытового мусора, грунтовые отвалы, отвалы отходов производств, золошлаковые насыпи) – так же очень специфические условия строительства. Проектирования фундаментов, опирающихся на такие грунты — задача для профессионалов и требует большой осторожности. Строить частный дом на таких грунтах обычно не приходится.

  Биогенные грунты и почвенно-растительный слой не следует использовать как основание для фундамента т.к. помимо их очень низкой исходной несущей способности, органическая составляющая со временем разлагается, сильно уменьшаясь в объеме. Это вызывает большие неравномерные осадки фундамента и увеличивает среднюю осадку фундамента. Биогенные грунты как правило заменяют на другие более стабильные и прочные привозные грунты.

  Развернутая классификация грунтов, если она вам интересна, будет рассмотрена в отдельной статье, а сейчас остановимся подробно на дисперсных грунтах, которые в подавляющем большинстве случаев служат основанием для фундаментов зданий и сооружений.

  Дисперсные грунты делятся на два больших типа:

  • Связные – глинистые грунты: глина, суглинок, супесь (частицы грунта связаны водноколлоидными и механическими структурными связями);
  • Несвязные (сыпучие) – пески и крупнообломочные грунты.

  Крупнообломочные грунты состоят в основном из очень крупных каменных частиц (от 2 до 200 мм и более). Если пространство между каменными частицами крупнообломочного грунта заполнено песком или глинистым грунтом, и такого заполнителя более 30% по массе (для песчаного заполнителя более 40%), то характеристики грунта определяются только характеристиками заполнителя, без учета каменных включений.

  [Частицы крупнообломочных грунтов одинакового размера могут называться по-разному: если их грани окатаны, округлые — то их называют валуны, галька, гравий; если не окатаны (заостренные рубленные грани), то частицы называют глыбы, щебень или дресва.]

  По гранулометрическому составу (см. ГОСТ 12536) крупнообломочные грунты и пески подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:

  Разновидность крупнообломочных грунтов и песков	Размер частиц d, мм	Содержание частиц, % по массе
  Крупнообломочные:
  — валунный (при преобладании неокатанных частиц — глыбовый)	> 200	> 50
  — галечниковый (при неокатанных гранях — щебенистый)	> 10	> 50
  — гравийный (при неокатанных гранях — дресвяный)	> 2	> 50
  Пески:
  — гравелистый	> 2	> 25
  — крупный	> 0,50	> 50
  — средней крупности	> 0,25	> 50
  — мелкий	> 0,10	≥ 75
  — пылеватый	> 0,10	27	Не регламентируется

  [Число пластичности I_p – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. Простыми словами I_p это значение диапазона влажности в котором грунт является пластичным (может быть раскатан в шнур диаметром 3 мм). Чем больше значение I_p тем сильнее связи между частицами, для несвязных грунтов (песков) I_p

  По мере увеличения влажности от сухого до водонасыщенного глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее.

  По показателю текучести I_L (показателю консистенции) глинистые грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:

  Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести JL , д. е.
  Супесь:
  — твердая	JL 1,00
  Суглинки и глины:
  — твердые	JL 1,00

  По деформируемости дисперсные грунты подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей:

  Разновидность грунтов	Модуль деформации E, МПа
  Очень сильно деформируемые	E ≤ 5
  Сильнодеформируемые	5 50

  3. Основные характеристики дисперсных грунтов для проектирования фундамента

  Чтобы сказать, что фундамент выдерживает нагрузки, передаваемые на него, нужно чтобы выполнялись 3 условия:

  • Давление под подошвой фундамента не превышает расчетного сопротивления грунта (проверка устойчивости основания) – проверяются среднее давление и максимальные давления на краю и под углами фундамента;
  • Средняя осадка фундамента под нагрузкой не превышает допустимых значений (расчет по деформациям);
  • Неравномерные осадки фундамента так же в пределах допусков (расчет по деформациям).

  Для проверки устойчивости основания необходимо вычислить расчетное сопротивление R, а для этого в свою очередь нужны следующие характеристики:

  • тип грунта,
  • крупность для песка или показатель текучести I_L для глинстого грунта,
  • угол внутреннего трения грунта φ,
  • удельное сцепление с,
  • объемный вес грунта γ.

  [Возможно для предварительных расчетов фундаментов использование табличных значений расчетного сопротивление грунта R₀, определяемых по коэффициенту пористости и типу/консистенции глинистого грунта или типу по крупности песчаного грунта]

  Для расчета по деформации (расчеты осадок) нужны дополнительно: модуль деформации грунта Е.

  Попытаемся определить все эти характеристики без обащения к помощи геологов и лаборатории.

  Последовательность расчетов столбчатых и ленточных фундаментов на естественном (не свайном) основании подробно описана здесь. Там же можно посмотреть допускаемые осадки, крены и неравномерные деформации фундаментов по нормативной документации.

  Кроме того, необходимо будет собрать нагрузки на фундаменты — в этом вам поможет эта статья.

  4. Какие характеристики грунта можно и нужно определить без лаборатории?

  Итак, если вас интересует как определить характеристики грунта без лаборатории, то речь скорее всего идет о строительстве дачи или небольшого частного дома. Но все равно есть возможность принять более-менее правильные решения по фундаменту.

  Для этого нам нужно определить для грунта под подошвой будущего фундамента:

  • Тип грунта (крупнообломочный, песок, супесь, суглинок или глина);
  • Если грунт оказался глинистым (глинистый заполнитель в крупнообломочных грунтах), то определим для него: подтип грунта (глина, суглинок или супесь), коэффициент пористости e и показатель текучести I_L;
  • Если грунт оказался песчаным, то определим для него показатель крупности (гравелистый, крупный, средний, мелкий или пылеватый) и коэффициент пористости e.

  План у нас такой: определив вышеперечисленные показатели грунта мы сможем по таблицам «Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83» получить табличные физико-механические характеристики грунта (φ, с), включая его модуль деформации Е, а также предварительно посмотреть табличное расчетное сопротивление грунта основания R₀. А это позволит нам выполнить все необходимые расчеты по фундаменты.

  И хотя результат будет примерным, все же это лучше, чем строить наугад!

  [Обратите внимание! Характеристики грунта, связанные с влажностью, такие как показатель текуческти I_L или степень влажности Sr, определяют для природного состояния грунта, но эти показатели меняются при изменении влажности — например, при замачивании. Глинистый грунт, твердый в природном состоянии, может превратиться в жидкую грязь (I_L > 1) при водонасыщении из-за подъема грунтовых вод или прорыва коммуникаций]

  Если у Вас на участке оказались крупнообломочные грунты (более половины массы грунта — это камешки размером от 2 до 200 мм в поперечнике) то радуйтесь – лучшего основания для фундамента не найти (разве что лучше будут скальные грунты, но они создадут очень много проблем при необходимости откопать какой-либо котлован). Правда необходимо понять какой заполнитель между крупнообломочными частицами и сколько его:

  • если заполнитель глинистый и его более 30% (40% для песчаного заполнителя), то грунт следует рассматривать как глинистый (или песчаный соответственно) и определять все характеристики по заполнителю;
  • если заполнитель глинистый и его менее 30% то нужно определить для него показатель текучести I_L;

  5. Отбор образцов грунта

  Для начала важно правильно выбрать глубину заложения фундамента – это будет либо глубина заложения ниже расчетной глубины промерзания грунта, либо малозаглубленный фундамент который заранее обречен на перекосы от пучения и приспособлен к этому. Вопрос выбора глубины заложения фундамента подробно расписан в этой статье.

  После того как с глубиной заложения фундамента определились нужно сделать шурф или котлован (вертикальная горная выработка квадратного, круглого или прямоугольного сечения, небольшой глубины)

  или проще говоря выкопать яму на глубину 0,5-1,5 метра больше чем глубина заложения будущего фундамента (копать можно с помощью дешевой рабочей силы). Размеры шурфа в плане можно делать минимальными, такими чтобы только можно было работать лопатой а стенки вертикальными (это безопасно только при глубине не более 2 м, дальше смотрите по обстоятельствам) или ступенчатыми – ступенчато уменьшая шурф с глубиной.

  После откопки шурфа на его стенках будут видны слои грунта и можно будет определить их толщины. Но больше всего нас интересует грунт на глубине, равной глубине заложения фундамента и чуть ниже него – берем оттуда образцы грунта, если возможно ненарушенной структуры (не разрыхляя его).

  Образцы грунта отбирать следует на глубине, равной глубине заложения фундамента и далее с шагом 20-50 см по глубине отберите еще несколько образцов. Минимальное количество образцов – 3 шт. Масса образцов нарушенной структуры (согласно ГОСТ 12071-2014):

  • 1,5-2,0 кг — для глинистых грунтов;
  • 2,0-3,0 кг — для песков;
  • 3,0-5,0 кг — для крупнообломочных грунтов.

  Монолиты (образцы ненарушенной структуры) связных (глинистых) грунтов Обычно отбирают в виде куба со стороной 10-20 см при помощи ножа, лопаты и т.д. Монолиты из песчаных грунтов отбирают в тонкостенные стальные трубы диаметром 100-200 мм. Погружение трубы осуществляется путем надевания ее без больших усилий на столбик грунта, подрезываемого с краев внизу трубы.

  Так же очень важно знать есть ли на этих глубинах грунтовые воды. Грунтовые воды появляются не сразу – необходимо выдержать паузу 30-60 минут. Если грунтовая вода появилась необходимо точно замерить глубину от дневной поверхности земли до зеркала воды.

  6. Определяем характеристики дисперсного грунта самостоятельно без лаборатории

  После отбора образцов (проб) грунта с ними придется повозиться — необходимо выполнить следующие манипуляции и эксперименты:

  1. Взять немного грунта из образца и изучив его визуально (можно воспользоваться лупой) и на ощупь (растирая в ладонях) предварительно отнести его либо к песчаным либо к глинистым пользуясь таблицей ниже;
  2. Постепенно увлажнить образец до пластичного состояния (если же грунт водонасыщен и похож на жидкую грязь нужно его немного подсушить) уточнить тип грунта по методу скатывания в шнур (последний столбец таблицы):

  Вид грунта	Растирание на ладони	Визуальные признаки	Пластичность (скатывание в шнур)
  Глина	При растирании в сыром состоянии песчаных частиц не чувствуется. Комочки раздавливаются с трудом. Во влажном состоянии сильно липнет	Однородный тонкий порошок, частиц песка практически нет	Раскатывается в жгут, жгут без труда свертывается в кольцо. При сдавливании шара образуется лепешка не трескаясь по краям
  Суглинок	Песчаные частицы при растирании присутствуют, но ощущаются мало. Комочки раздавливаются легче	Преобладают тонкие глинистые частицы мелких песчаных частиц 15 – 30%	При раскатывании получается жгут, при свертывании в кольцо жгут распадается на части. При сдавливании шара образуется лепешка с трещинами по краям
  Супесь	Преобладают мелкие песчаные частицы, для пылеватой супеси может появится впечатление сухой муки. Комочки раздавливаются легко	Преобладают мелкие частицы песка с небольшой примесью глинистых частиц	При попытке раскатывания жгут распадается на мелкие кусочки. Свернуть жгут в кольцо невозможно. В шар скатывается но при сдавливании — рассыпается
  Песок	Отчетливо ощущаются отдельные песчинки. Комочки практически не образует	Состоит почти полностью из частиц песка	В жгут и шар не скатывается – рассыпается на мелкие частицы

  [Пылеватые частицы – это частицы размером 0,05…0,001 мм, глинистые – размером менее 0,001 мм, песчаные частицы – размером более 0,05 до 2 мм.]

  Далее если вы определили, что грунт является песком необходимо определить его зерновой состав. Гравелистый песок или крупнообломочный грунт вы скорее всего определите сразу по внешнему виду и наличию крупных камней.

  Проверим грансостав песка. Воспользуемся ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний». Для этого пробу грунта массой 2 кг полностью высушивают (по ГОСТ в сушильном шкафу, но мы сушим в помещении при комнатной температуре).

  Нам понадобятся стандартные сита с отверстиями размером 0.5; 0.25 и 0.1 мм (сита № 063; 0315; 016) и как можно более точные весы (можно кухонные, лучше лабораторные).

  1. Взвешиваем исходный образец грунта – должно быть не менее 2 кг. Фиксируем показания.
  2. Просеиваем грунт сначала через сито с отв. 0.5 мм. Остаток на сите взвешиваем и сравниваем с исходной массой образца – если масса остатка больше половины (>50%) общей исходной массы образца, то песок крупный, испытание можно не продолжать;
  3. Если получилось менее 50 % — просеиваем ту часть грунта, которая прошла через сито с отверстиями 0.5 мм на сите с отверстиями 0.25 мм. Взвешиваем остаток и складываем полученную массу с массой остатка на сите 0.5 мм. Получаем общую массу остатка на сите 0.25 мм и сравниваем с массой исходной пробы — если масса остатка больше половины (>50%) общей исходной массы образца, то песок средний, испытание можно не продолжать;
  4. Если снова получилось менее 50 % — просеиваем ту часть грунта, которая прошла через сито с отверстиями 0.25 мм на сите с отверстиями 0.1 мм. Взвешиваем остаток и складываем полученную массу с массой остатков на ситах 0.25 и 0.5 мм. Получаем общую массу остатка на сите 0.1 мм и сравниваем с массой исходной пробы — если масса остатка больше 75% общей исходной массы образца, то песок мелкий, если же получилось менее 75% то песок пылеватый. На этом с зерновым составом всё.

  Теперь рассмотрим случай, когда грунт оказался глинистым (таких случаев будет большинство). В этом случаем мы по таблице выше уже определили суглинок, глина или супесь перед нами:

  и теперь необходимо определить показатель текучести грунта I_L (консистенцию) в природном состоянии, то есть при той влажности которая была у него до отбора пробы (природная влажность).

  Т.к. точно определить показатель текучести без лабораторного оборудования достаточно сложно (необходимо точно определить влажность грунта в трех состояниях, в сухом – после прокаливания грунта температурой 105°С), то придется определять этот показатель приблизительно по косвенным признакам пользуясь таблицей:

  Консистенция глинистого грунта	Косвенные признаки состояния	Показатель текучести JL
  Супесь
  Твердое	При ударе рассыпается на куски. При растирании пылит, ломается на куски	JL 1,00
  Суглинок и глина
  Твердое	При ударе распадается на куски, при сжатии в ладони рассыпается, при растирании пылит, тупой конец карандаша вдавливается с трудом	JL 1,00

  Из таблицы для надежности лучше принимать I_L по верхней границе диапазона в последнем столбце, но можно принять и среднее значение диапазона.

  Коэффициент пористости е, д. е. и для песчаных и для глинистых грунтов определяется одинаково; определяют по его формуле:

  где p_s — плотность частиц грунта, г/см3;

  p_d — плотность сухого грунта, г/см3.

  Плотность частиц P_s практически не меняется для всех грунтов и принимается по таблице:

  Грунт	ρs, Т/м 3
  диапазон	средняя
  Песок	2,65—2,67	2,66
  Супесь	2,68—2,72	2,7
  Суглинок	2,69—2,73	2,71
  Глина	2,71—2,76	2,74

  Плотность сухого грунта P_d (плотность скелета грунта) определяем следующим способом:

  • Берем образец грунта ненарушенной структуры известного объема около 100 см3. Сделать это можно аккуратно вырезав, например, куб 5х5х5 см, или прямоугольный параллелепипед – тогда объем вычисляется линейкой и калькулятором, а можно вдавливая отрезок трубы на определенную глубину. Фиксируем объем V_об. Взвешиваем образец и фиксируем его массу m – по ней мы можем определить природную плотность грунта P =m/V_об.;
  • Затем помещаем образец в открытый полиэтиленовый пакет и сушим на воздухе в сухом помещении, лучше его разрыхлить для ускорения процесса (Вообще грунт нужно прокаливать при температуре 105 градусов до воздушно-сухого состояния чтобы удалить связанную воду);
  • После высушивания образца взвешиваем его на электронных весах – получаем массу сухого образца m_s;
  • Вычисляем плотность скелета грунта по формуле: P_d =m_s/V_об.
  • Возвращаемся к вычислению коэффициента пористости е = P_s/ P_d,.

  Теперь по полученным данным можем используя таблицы 26..28 и 45..50 пособия определить все необходимые для расчетов устойчивости основания фундамента и его осадок физико-механические характеристики:

  Нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φ_n, град, и модуля деформации Е, МПа (кгс/см 2 ), песчаных грунтов четвертичных отложений.

  

  Нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа (кгс/см 2 ), угла внутреннего трения φ_n, град, пылевато-глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

  

  Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелессовых грунтов

  

  Примечания к таблицам:

  1. Для грунтов с промежуточными значениями е, против указанных в таблицах, допускается определять значения с_n, φ_n и Е по интерполяции.
  2. Если значения е, I_L, и S_r грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицах, характеристики с_п, φ_n и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов.
  3. Допускается в запас надежности принимать характеристики c_п, φ_n и Е по соответствующим нижним пределам e, I_L и S_r таблиц, если грунты имеют значение e, I_L и S_r меньше этих нижних предельных значений.

  Можно так же для предварительных расчетов воспользоваться табличными значениями расчетного сопротивления грунта R₀, тогда не придется вычислять его по формуле, но можно сильно потерять в точности:

  Предварительные размеры фундаментов должны назначаться по конструктивным соображениям или исходя из табличных значений расчетного сопротивления грунтов основания R₀ в соответствии с таблицами. Значениями R₀ допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий и сооружений III класса, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1) выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не увеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.

  При использовании значений R₀ для окончательного назначения размеров фундаментов пп. [2.182, 3.41, 8.28 (2.42, 3.10 и 8.4)] расчетное сопротивление грунта основания R, кПа (кгс/см 2 ), определяется по формулам:

  при d ≤ 2 м (200 см)

  при d > 2 м (200 см)

  где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см); g‘_II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 (кгс/см 3 ); k₁ — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k₁ = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k₁ = 0,05; k₂ — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k₂ = 0,25, супесями и суглинками k₂ = 0,2 и глинами k₂ = 0,15.

  Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной d_b ³ 2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d₁ + 2 м (здесь d₁ — приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (34 (8)) настоящих норм). При B > 20 м принимается d = d₁.

  Расчетные сопротивления R₀ крупнообломочных грунтов

  

  Расчетные сопротивления R₀ песчаных грунтов

  Источник