| Главная страница ДонНТУ | Страница магистров | Поисковая система ДонНТУ |
| Автобиография | Автореферат | Ссылки | Результаты поиска в Интернет | Индивидуальное задание |
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП ГРУНТОВ
Скальные породы залегают в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, обладают высокой прочностью, практически водонепроницаемые и несжимаемые. Вода в таких грунтах фильтруется только по трещинам.
К скальным грунтам относятся горные породы, имеющие предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии более 5 МПа. Наиболее высокой прочностью обладают магматические породы (80 ... 400 МПа), метаморфические образования (100 ... 300 МПа). Скальные грунты осадочного происхождения (гипс, каменная соль, известняки, песчаники, конгломераты) характеризуются прочностью на сжатие от 6 до 120 МПа. Высокие прочностные свойства обусловлены наличием кристаллических связей, возникающих при раскристаллизации магмы или в процессе метаморфизма либо при цементации отложений (ангидрид, песчаники, брекчии и др.). Важной характеристикой скальных пород является их отношение к воде — размягчение и растворение. Такие породы, как гипс, каменная соль, растворимы в воде, другие только размягчаются. Особенно подвержены размягчению породы, содержащие в большом количестве глинистые минералы. При размягчении несущая способность резко уменьшается, снижается сопротивление сдвигу и повышается сжимаемость. Для многих скальных грунтов характерна трещиноватость, которую необходимо учитывать при оценке прочности.
В целом скальные породы имеют, как правило, высокую прочность и устойчивость. Предел прочности этих грунтов при одноосном сжатии в водонасыщенном состоянии достигает 5 МПа.
Крупнообломочные грунты рассматриваются как осадочные несцементированные залежи обломков при полном отсутствии структурных связей (щебень, галечник, дресва, гравий). По Г0CT 25100—82 выделяют валунный грунт (масса частиц крупнее 200 мм более 50%), галечниковый (масса частиц крупнее 10 мм более 50%) и гравийный (масса частиц крупнее 2 мм более 50%).
Прочность крупнообломочных грунтов зависит от слагаемых пород и плотности укладки. Наибольшую прочность имеют магматические породы, наименьшую — осадочные. Крупнообломочные грунты не поддаются уплотнению, обладают большой водопроницаемостью. Эти грунты являются надежным основанием зданий и сооружений.
Песчаные грунты относятся к классу осадочных несцементированных пород и представлены различными по крупности песками без структурных связей, обладают высокой водопроницаемостью, под давлением уплотняются незначительно. Рыхлые пески интенсивно уплотняются под воздействием фильтрующей воды и с помощью вибраторов. При действии нагрузки уплотнение их практически не зависит от влажности. Наибольшей прочностью обладают пески с преобладанием твердых, стойких к воде минералов (кварц, полевые шпаты и др.). В большинстве случаев песчаные грунты являются устойчивым основанием зданий и сооружений.
Глинистые грунты по ГОСТ 25200—82 относятся к группе осадочных несцементированных пород и образуют важнейшую инженерно-геологическую группу грунтов. В зависимости от содержания глинистых частиц грунтам присваивается соответствующее название (табл. 3.2).
Таблица 3.2. Классификация грунтов
| Наименование грунтов | Содержание глинистых частиц, % | Пески | До З | Супесчаные | От 3 до 12 | Суглинистые | От 12 до 18 | Тяжелые суглинистые | От 18 до25 | Глины | Более 25 |
Содержание в грунтах глинистых минералов ввиду их огромной удельной поверхности обусловливает особый вид связи между грунтовыми частицами.
На свойства глинистых грунтов как дисперсных тел значительное влияние оказывает влажность, с увеличением которой, как правило, механические характеристики резко ухудшаются и зачастую приходится применять специальные меры по обеспечению устойчивости зданий и сооружений. Важное значение для строительных свойств глинистых грунтов имеет и минеральный состав; прежде всего наличие глинистых минералов монтмориллонитового ряда, активно взаимодействующих с водой своей поверхностью и внутренней частью кристаллических решеток. Следует отметить, что глинистые грунты являются наиболее распространенными основаниями зданий и сооружений. И тем более необходимо учитывать особенности их физико-механических свойств (большая и неравномерная сжимаемость под давлением, изменение свойств во времени и т.д.) и своевременно принимать меры по обеспечении устойчивости оснований.
К водно-физическим свойствам глинистых грунтов относятся пластичность, усадка, набухание, размокание и липкость.
Усадкой называют свойство глинистых грунтов уменьшаться в объеме при высыхании. Грунт переходит в твердое или полутвердое состояние, появляются трещины и нарушаются структурные связи, прочность грунта резко снижается.
Набухание глинистого грунта обусловливается увеличением, его объема при поглощении воды. Набухание сопровождается утолщением пленок связанной воды, увеличением расстояний между частицами и общим объемом грунта. Это вызывает развитие давления набухания, которое составляет 0,3 ... 0,5 МПа, и тем самым представляет определенную опасность особенно для малонагруженных фундаментов.
Размокание характерно для глинистых пород, погруженных в воду. Интенсивность размокания зависит от структурных особенностей глинистых грунтов и содержания в них глинистых частиц. В процессе размокания резко уменьшаются прочность и устойчивость.
Липкостью грунтов называется способность их прилипать к различным материалам, находящимся в соприкосновении с ними. Способность глинистого грунта прилипать к различным предметам обусловлена вязкостью пленок рыхлосвязанной воды. При строительной оценке глинистых грунтов липкость является отрицательным качеством.
Заторфованные грунты имеют различные свойства в зависимости от степени минерализации заторфованных слоев и вида залегания торфяных прослоек. Следует различать открытые торфы (сплошные торфяные залежи) и погребенные торфы, перекрытые слоями минеральных грунтов. По ГОСТ 25100—82 в зависимости от содержания органического вещества Iот выделяются слабозаторфованные (0,10 < Iот < 0,25), среднезаторфованные (0,25 < Iот < 0,40) и сильнозаторфованные грунты (0,40 < Iот < 0,50). Осадки фундаментов на таких грунтах протекают очень медленно, при этом вследствие процесса минерализации органических включений и ползучести их скелета полного затухания осадок не происходит. Заторфованные грунты имеют высокую влажность, обладают существенной изменчивостью и анизотропией прочностых, деформационных и фильтрационных характеристик.
Почвы по зерновому составу являются суглинками или супесями и образуются под воздействием всех видов выветривания. По определению В.В.Докучаева, почвы следует рассматривать как наружные (или дневные) горизонты горных пород, измененные совместным влиянием воды, воздуха и различного рода организмами. Мощность почвенного слоя, как правило, составляет 40 ... 50 см. Почвы вследствие размокаемости, низкой прочности обычно не используются в качестве оснований сооружений. Исключение составляют погребенные почвы, залегающие в толщах лёссовых пород. Поскольку погребенные почвы значительное время находятся под давлением лёссового грунта, они по своим свойствам близки к вмещающим их породам и могут быть использованы в качестве оснований сооружений.
Искусственные грунты создаются в результате строительной и производственной деятельности человека или путем целенаправленного улучшения свойств определенных видов грунтов. Методами улучшения свойств грунтов занимается техническая мелиорация. Она широко применяется в строительстве в целях искусственного изменения инженерно-геологических свойств грунтов. По способу преобразования грунтов ГОСТ 25100—82 подразделяет все методы на уплотнение песчаных грунтов трамбованием, укаткой, осушением, кольматацией и т. д. и уплотнение пылеватых и глинистых, биогенных грунтов и почв с использованием электроосмоса, поверхностно-активных веществ, оттаивания и т.п. Искусственными являются также насыпные и намывные грунты.
Насыпные грунты могут специально создаваться в строительных целях (грунтовые подушки, насыпи, дамбы и др.) или образуются в результате производственной или культурно-бытовой деятельности человека. Значительное распространение имеют культурные слои, накопление которых происходит в результате отвалов при благоустройстве территории, производстве земляных работ и т.д.
Возможность использования насыпных грунтов в качестве оснований сооружений должна рассматриваться в каждом случае конкретно в зависимости от мощности слоя, плотности, состава и т.д. Что касается бытовых свалок, то возведение зданий на них чаще всего не представляется возможным.
Гидравлический способ укладки устройства намывных грунтов обеспечивает высокую плотность, близкую к природной. Такие грунты, как правило, являются надежным основанием зданий и сооружений.
| Автобиография | Автореферат | Ссылки | Результаты поиска в Интернет | Индивидуальное задание |