Строительная классификация грунтов: Классификация и строительные свойства грунтов

Содержание

Строительная классификация грунтов

Для практики проектирования и постройки фундаментов недостаточно одной классификации грунтов по типам, требуется также более детальная строительная классификация грунтов, принятая в соответствии с ГОСТ 25100—82. Согласно этой классификации, наименование того или иного грунта устанавливается по характеру структурных связей (наличие жестких структурных связей у скальных грунтов и отсутствие таких связей у остальных), гранулометрическому составу и степени его неоднородности, числу пластичности, плотности сложения, относительному содержанию и степени разложения органических веществ, по физико-механическим свойствам и др.

Скальные грунты по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc, МПа, подразделяют следующим образом:
Очень прочные Rc> 120
Прочные 120≥ Rc > 50
Средней прочности 50≥ Rc> 15
Малопрочные 15≥ Rc >5

Пониженной прочности 5> Rc ≥3
Низкой прочности .

…… 3> Rc ≥1
Весьма низкой прочности Rc <1
Трещины и микротрещины, неизбежные даже в монолитах, уменьшают прочность скальных грунтов. Несущая способность размягчаемых скальных грунтов может снижаться при насыщении их водой. Снижение несущей способности характеризуется коэффициентом размягчаемости ksaf, равным отношению пределов прочности на одноосное сжатие образцов в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях. Скальные грунты, у которых ksaf≥0,75, называют неразмягчаемыми, при ksaf ≤0,75 их относят к размягчаемым. Это преимущественно осадочные грунты с известняковым, гипсовым и глинистым цементирующим веществом.

Некоторые скальные грунты (гипс, известняк) являются неводостойкими (растворяемыми). Вода выщелачивает в них основной материал грунта и цементирующее вещество, в результате чего образуются пустоты, так называемые карстовые полости.

По степени растворимости в воде осадочные сцементированные грунты подразделяют следующим образом:
Растворимость, г/л
Нерастворимые. …… < 0.01
Труднорастворимые …… 0,01 — 1
Среднерастворимые…… > 1 —10
Легкорастворимые…… > 10
Возможность использования неводостойких скальных грунтов в основаниях сооружений проверяют в каждом конкретном случае на основе инженерно-геологических исследований.

Крупнообломочные грунты по гранулометрическому составу подразделяют на валунный, глыбовый, галечниковый, щебенистый, гравийный и дресвяный. Тип крупнообломочного грунта устанавливают по табл. 1.1.
При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя (более 40% общей массы абсолютно сухого грунта) или пылеватого и глинистого заполнителя (более 30%) в наименовании крупнообломочного грунта должно содержаться наименование заполнителя. Состав заполнителя устанавливают после удаления из образца крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

Крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности Sr подразделяют на следующие разновидности:
Маловлажные. ….. . . 0< Sr ≤0,5
Влажные………0,5< Sr ≤0,8
Насыщенные водой…… 0,8<Sr≤1,0
Песчаные грунты в зависимости от содержания зерен разной крупности (гранулометрического состава) подразделяют на следующие типы: гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Тип песка устанавливают по табл. 1.1. С этой целью сначала определяют суммарную массу (в процентах общей массы грунта) всех частиц крупнее 2 мм. Если она превышает 25%, то песок относят к гравелистым; если же эта масса составляет 25% и менее, то определяют массу всех частиц крупнее 0,5 мм и т. д. Наименование грунта принимают по первому удовлетворительному показателю в порядке расположения наименований в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Типы крупнообломочных и песчаных грунтов

Грунты	Содержание частиц
Грунты	крупностью, мм	% общей массы сухого грунта
Крупнообломочные: валунный (при преобладании неокатанных частиц глыбовый)	> 200	> 50
галечниковый (при преобладании неокатанных частиц щебенистый)	> 10	> 50
гравийный (при преобладании неокатанных частиц дресвяный)	> 2	>50
Песчаные: гравелистые	>2	> 25
крупные	> 0,5	> 50
средней крупности	> 0,25	> 50
мелкие	>0,1	≥75
пылеватые	>0,1	<75

По плотности сложения песчаные грунты в зависимости от значения коэффициента пористости е делят на плотные, средней плотности и рыхлые (табл. 1.2).

Песчаные грунты	Коэффициент пористости е песков
Песчаные грунты	плотных	средней плотности	рыхлых
Гравелистые, крупные и средней крупности	<0,55	0,55—0,70	>0,70
Мелкие	<0,60	0,60—0,75	> 0,75
Пылеватые	<0,60	0,60 — 0,80	>0,80

Пылеватые и глинистые грунты подразделяют в строительной практике в зависимости от числа пластичности Ip, %, на супеси (1≤ Ip≤ 7), суглинки (7< Ip ≤17) и глины (Ip > 17).

Грунты, для которых Ip <1, относят к песчаным. При наличии в рассматриваемых грунтах крупнообломочных включений выделяют следующие их виды: супесь, суглинок или глина с галькой (щебнем) либо с гравием (дресвой), если содержание (по массе) соответствующих частиц крупнее 2 мм составляет 15— 25%; супесь, суглинок или глина галечниковые (щебенистые) либо гравелистые (дресвяные), если содержание (по массе) соответствующих частиц крупнее 2 мм составляет 25—50%.

По консистенции, характеризуемой показателем текучести IL глинистые грунты подразделяют на следующие разновидности:
Супеси:
твердые……… IL <0
пластичные…….. 0 ≤IL ≤l
текучие………. IL > 1
Суглинки и глины:
твердые………. IL <0

полутвердые.

……. 0 ≤IL ≤0,25
тугопластичные……. 0,25 < IL ≤0,50
мягкопластичные……. 0,50< IL ≤0,75
текучепластичные…… 0,75 < IL ≤ 1,00
текучие………. IL > 1,00
В случае набухания глинистого грунта, замачиваемого до нагрузки, необходимо определять свободное относительное набухание Esw, равное отношению увеличения высоты образца грунта к его начальной высоте. По относительному набуханию без нагрузки Esw выделяют следующие разновидности глинистых грунтов:
Ненабухающие …. Esw <0,04
Слабонабух ающие . . . . 0,04 ≤Esw ≤0,08
Средненабухающие . . . . 0,08< Esw ≤0,12

Сильнонабухающие . . . Esw> 0,12
Глинистые грунты могут обладать также просадочностью, характеризуемой относительной просадочностью Esl, определяемой как дополнительное относительное сжатие образца грунта в результате замачивания.

По относительной просадочности Esl различают непросадочные (Esl <0,01) и просадочные (Esl ≥0,01) глинистые грунты.

Лессовые грунты однородны, как правило, отличаются макропористостью, в маловлажном состоянии способны держать вертикальный откос. При замачивании маловлажные лессовые грунты дают просадку, легко размокают и размываются, а при полном водонасыщении могут переходить в плывунное состояние. В зависимости от коэффициента пористости лессовые грунты подразделяют на низкопористые (е≤0,8) и высокопористые (е> 0,8). Илистые грунты имеют влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости е≥0,9. Илы подразделяют на супесчаные (е>0,9), суглинистые (е>1,0) и глинистые (е>1,5). В качестве оснований могут использоваться, как правило, только илы, уплотненные вышележащими напластованиями других грунтов.

1.3. Классификация грунтов

Грунты оснований зданий и сооружений подразделяются на два класса [1]: скальные (грунты с жесткими связями) и нескальные (грунты без жестких связей).

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

В классе скальных грунтов выделяют магматические, метаморфические и осадочные породы, которые подразделяются по прочности, размягчаемости и растворимости в соответствии с табл. 1.4. К скальным грунтам, прочность которых в водонасыщенном состоянии менее 5 МПа (полускальные), относятся глинистые сланцы, песчаники с глинистым цементом, алевролиты, аргиллиты, мергели, мелы. При водонасыщении прочность этих грунтов может снижаться в 2—3 раза. Кроме того, в классе скальных грунтов выделяются также искусственные — закрепленные в естественном залегании трещиноватые скальные и нескальные грунты.

ТАБЛИЦА 1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

Грунт	Показатель
По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, МПа
Очень прочный	R_c > 120
Прочный	120 ≥ R_c > 50
Средней прочности	50 ≥ R_c > 15
Малопрочный	15 ≥ R_c > 5
Пониженной прочности	5 ≥ R_c > 3
Низкой прочности	3 ≥ R_c ≥ 1
Весьма низкой прочности	R_c < 1
По коэффициенту размягчаемости в воде
Неразмягчаемый	K_saf ≥ 0,75
Размягчаемый	K_saf < 0,75
По степени растворимости в воде (осадочные сцементированные), г/л
Нерастворимый	Растворимость менее 0,01
Труднорастворимый	Растворимость 0,01—1
Среднерастворимый	– \|\| – 1—10
Легкорастворимый	– \|\| – более 10

Эти грунты подразделяются по способу закрепления (цементация, силикатизация, битумизация, смолизация, обжиг и др. ) и по пределу прочности на одноосное сжатие после закрепления так же, как и скальные грунты (см. табл. 1.4).

Нескальные грунты подразделяют на крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные и почвы.

К крупнообломочным относятся несцементированные грунты, в которых масса обломков крупнее 2 мм составляет 50 % и более. Песчаные — это грунты, содержащие менее 50 % частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (число пластичности I_р < 1 %).

ТАБЛИЦА 1.5. КЛАССИФИКАЦИЯ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ И ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

Грунт	Размер частиц, мм	Масса частиц, % от массы воздушно-сухого грунта
Крупнообломочный: валунный (глыбовый) галечниковый (щебенистый) гравийный (дресвяный)	> 200 > 10 > 2	> 50
Песок: гравелистый крупный средней крупности мелкий пылеватый	> 2 > 0,5 > 0,25 > 0,1 > 0,1	> 25 > 50 > 50 ≥ 75 < 75

Крупнообломочные и песчаные грунты классифицируются по гранулометрическому составу (табл. 1.5) и по степени влажности (табл. 1.6).

ТАБЛИЦА 1.6. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ И ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО СТЕПЕНИ ВЛАЖНОСТИ S_r

Грунт	Степень влажности
Маловлажный	0 < S_r ≤ 0,5
Влажный	0,5 < S_r ≤ 0,8
Насыщенный водой	0,8 < S_r ≤ 1

Свойства крупнообломочного грунта при содержании песчаного заполнителя более 40 % и пылевато-глинистого более 30 % определяются свойствами заполнителя и могут устанавливаться по испытанию заполнителя. При меньшем содержании заполнителя свойства крупнообломочного грунта устанавливают испытанием грунта в целом. При определении свойств песчаного заполнителя учитывают следующие его характеристики — влажность, плотность, коэффициент пористости, а пылевато-глинистого заполнителя — дополнительно число пластичности и консистенцию.

Основным показателем песчаных грунтов, определяющим их прочностные и деформационные свойства, является плотность сложения. По плотности сложения пески подразделяются по коэффициенту пористости е, удельному сопротивлению грунта при статическом зондировании q_с и условному сопротивлению грунта при динамическом зондировании q_d (табл. 1.7).

При относительном содержании органического вещества 0,03 < I_от ≤ 0,1 песчаные грунты называют грунтами с примесью органических веществ. По степени засоленности крупнообломочные и песчаные грунты подразделяют на незасоленные и засоленные. Крупнообломочные грунты относятся к засоленным, если суммарное содержание легко- и среднерастворимых солей (% от массы абсолютно сухого грунта) равно или более:

– 2 % — при содержании песчаного заполнителя менее 40 % или пылевато-глинистого заполнителя менее 30 %;
– 0,5 % — при содержании песчаного заполнителя 40 % и более;
– 5 % — при содержании пылевато-глинистого заполнителя 30 % и более.

Песчаные грунты относятся к засоленным, если суммарное содержание указанных солей составляет 0,5 % и более.

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_p (табл. 1.8) и по консистенции, характеризуемой показателем текучести I_L (табл. 1.9).

ТАБЛИЦА 1.7. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ

Песок	Подразделение по плотности сложения
Песок	плотный	средней плотности	рыхлый
По коэффициенту пористости
Гравелистый, крупный и средней крупности	e < 0,55	0,55 ≤ e ≤ 0,7	e > 0,7
Мелкий	e < 0,6	0,6 ≤ e ≤ 0,75	e > 0,75
Пылеватый	e < 0,6	0,6 ≤ e ≤ 0,8	e > 0,8
По удельному сопротивлению грунта, МПа, под наконечником (конусом) зонда при статическом зондировании
Крупный и средней крупности независимо от влажности	q_c > 15	15 ≥ q_c ≥ 5	q_c < 5
Мелкий независимо от влажности	q_c > 12	12 ≥ q_c ≥ 4	q_c < 4
Пылеватый: маловлажный и влажный водонасыщенный	q_c > 10 q_c > 7	10 ≥ q_c ≥ 3 7 ≥ q_c ≥ 2	q_c < 3 q_c < 2
По условному динамическому сопротивлению грунта МПа, погружению зонда при динамическом зондировании
Крупный и средней крупности независимо от влажности	q_d > 12,5	12,5 ≥ q_d ≥ 3,5	q_d < 3,5
Мелкий: маловлажный и влажный водонасыщенный	q_d > 11 q_d > 8,5	11 ≥ q_d ≥ 3 8,5 ≥ q_d ≥ 2	q_d < 3 q_d < 2
Пылеватый маловлажный и влажный	q_d > 8,8	8,5 ≥ q_d ≥ 2	q_d < 2

ТАБЛИЦА 1. 8. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ЧИСЛУ ПЛАСТИЧНОСТИ

Грунт	Число пластичности, %
Супесь	1 < I_p ≤ 7
Суглинок	7 < I_p ≤ 17
Глина	I_p > 17

Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять лёссовые грунты и илы. Лёссовые грунты — это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и способные при замачивании водой давать под нагрузкой просадку, легко размокать и размываться. Ил — водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости, значения которого приведены в табл. 1.10.

ТАБЛИЦА 1.9. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ТЕКУЧЕСТИ

Грунт	Показатель текучести
Супесь: твердая пластичная текучая	I_L < 0 0 ≤ I_L ≤ 1 I_L > 1
Суглинок и глина: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие	I_L < 0 0 ≤ I_L ≤ 0,25 0,25 ≤ I_L ≤ 0,5 0,5 ≤ I_L ≤ 0,75 0,75 ≤ I_L ≤ 1 I_L > 1

ТАБЛИЦА 1. 10. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИЛОВ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПОРИСТОСТИ

Ил	Коэффициент пористости
Супесчаный	е ≥ 0,9
Суглинистый	е ≥ 1
Глинистый	е ≥ 1,5

Пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки и глины) называют грунтами с примесью органических веществ при относительном содержании этих веществ 0,05 < I_от ≤ 0,1. По степени засоленности супеси, суглинки и глины подразделяют на незаселенные и засоленные. К засоленным относятся грунты, в которых суммарное содержание легко- и среднерастворимых солей составляет 5 % и более.

Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании: просадочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку (просадку), и при этом относительная просадочность ε_sl ≥ 0,01. К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме, и при этом относительное набухание без нагрузки ε_sw ≥ 0,04.

В особую группу в нескальных грунтах выделяют грунты, характеризуемые значительным содержанием органического вещества: биогенные (озерные, болотные, аллювиально-болотные). В состав этих грунтов входят заторфованные грунты, торфы и сапропели. К заторфованным относятся песчаные и пылевато-глинистые грунты, содержащие в своем составе 10—50 % (по массе) органических веществ. При содержании органических веществ 50 % и более грунт называется торфом. Сапропели (табл. 1.11) — пресноводные илы, содержащие более 10 % органических веществ и имеющие коэффициент пористости, как правило, более 3, а показатель текучести более 1.

ТАБЛИЦА 1.11. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ САПРОПЕЛЕЙ ПО ОТНОСИТЕЛЬНОМУ СОДЕРЖАНИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

Сапропель	Относительное содержание вещества
Минеральный	0,1 < I_от ≤ 0,3
Среднеминеральный	0,3 < I_от ≤ 0,5
Слабоминеральный	I_от > 0,5

Почвы — это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. Подразделяют почвы по гранулометрическому составу так же, как крупнообломочные и песчаные грунты, а по числу пластичности, как пылевато-глинистые грунты.

К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные в природном залегании различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением и др.), насыпные и намывные. Эти грунты подразделяются в зависимости от состава и характеристик состояния так же, как и природные нескальные грунты.

Скальные и нескальные грунты, имеющие отрицательную температуру и содержащие в своем составе лед, относятся к мерзлым грунтам, а если они находятся в мерзлом состоянии от 3 лет и более, то к вечномерзлым.

Общие свойства и строительная классификация грунтов

В строительной практике грунтами называют различные горные породы, используемые в качестве оснований для сооружений или как строительные материалы. И в том и в другом случае необходимо знать физико-механические свойства грунтов и их изменение при приложении к ним внешних нагрузок и тем самым правильно оценить работу сооружения. Как дисперсные системы грунты имеют ряд характерных особенностей, наиболее заметных при насыщении их водой.

Все грунты, применяющиеся в строительстве, делятся на две группы: скальные и нескальные.

К скальным грунтам относят массивно-кристаллические или сцементированные горные породы с жесткой, связью между зернами. По происхождению скальные грунты бывают изверженные и осадочные. Наличие жестких связей в скальных грунтах придает им монолитность, особенно положительное, качество для оснований, так как сооружения, возведенные на таких грунтах, не дают осадки. К нескальным грунтам относят несцементированные скопления минеральных частиц, образовавшихся в результате физического и химического выветривания. Поскольку земляные плотины возводят из нескальных грунтов, а наряду с этим они в большинстве случаев являются и основанием, особенно необходимо знать их физико-механические свойства.

Нескальные грунты представляют собой агрегатную систему, состоящую из трех основных частей, которые принято называть фазами. Этими фазами являются: минеральная часть, образующая грунтовый скелет (твердая фаза), вода, частично или полностью заполняющая поры грунта (жидкая фаза), и воздух, заполняющий поры грунтового скелета (газообразная фаза).

Свойство грунта определяется количественным соотношением отдельных фаз и особенностью взаимодействия их с другими фазами. Если грунт в своем составе имеет все три фазы, то его называют трехфазным. Если же все поры грунтового скелета заняты водой, то такой грунт называют двухфазным. При отсутствии воды в порах твердой фазы грунт следовало бы считать двухфазным, но обычно его считают однофазным, учитывая, что газообразная фаза мало влияет на механические свойства грунта. Последний термин и будет принят в дальнейшем изложении. Однако в естественных условиях такой грунт не встречается, так как вследствие гигроскопичности твердой фазы, в нем всегда будет содержаться некоторое количество воды, поглощенное из паров воздуха.

Поведение грунтов под нагрузкой, в особенности в присутствии воды, будет ли это насыпь земляной плотины или ее основание, зависят от ряда физико-механических характеристик, которые можно разделить на основные и производные. Основные характеристики, к числу которых относятся удельный вес, объемный вес и весовая влажность, определяют в лабораторных или полевых условиях на образцах исследуемого грунта, а производные вычисляют по соответствующим формулам с использованием основных характеристик.
Строительная классификация нескальных грунтов. Основанием такой классификации служат два признака: содержание частиц различной крупности и консистенция. В соответствии с этим все грунты можно разделить на два вида. К первому относятся крупнообломочные и песчаные грунты, а ко второму – глинистые. Грунты первого вида почти не обладают сцеплением, в то время как в грунтах второго вида оно является преобладающим. Различно и влияние воды на поведение грунтов. Свойства песчаных грунтов не изменяется при переходе от однофазной к многофазной системе; на глинистые же грунты этот переход существенно влияет, и они из твердого состояния переходят в пластичное, в результате чего изменяются количественные значения физико-механических характеристик.
К крупнообломочным грунтам относят скопления несцементированных и не имеющих между собой сцепления частиц, при содержании более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. К песчаным грунтам относят сыпучие в сухом состоянии минеральные частицы, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм, причем предполагается, что число пластичности для этих грунтов .

Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от зернового состава делятся на виды, характеристика которых приведена в таблице 3.
Учитывая, что крупнообломочные и песчаные грунты имеют различный зерновой состав, принято характеризовать их коэффициентом неоднородности , представляющим собой отношение

(1)

где: – диаметр частиц грунта, меньше которого в данном грунте содержится по весу 60% частиц;
– диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится по весу 10% частиц. Если , грунт приближается к теоретически однородному, когда все частицы имеют один и тот же диаметр. В условиях строительного производства принято считать песчаные грунты однородными, когда , а в остальных случаях степень неоднородности определяется по формуле (1).

Таблица 3 Виды крупнообломочных и песчаных грунтов

Примечание. Для установления наименования грунта по таблице последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм, далее крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.

Наряду с делением крупнообломочных и песчаных грунтов по видам (табл. 3) в строительной практике существует деление и по гранулометрическому составу, как это приведено ниже (табл. 10).

К глинистым относят грунты, размер частиц которых меньше 0,005 мм. Столь малые размеры и пластинчатая форма частиц предопределяют и свойство грунтов. При высокой влажности, когда наряду со связной водой в порах скелета имеется и свободная вода, поведение глинистых грунтов сходно с поведением вязких жидкостей. По мере уменьшения влажности глинистый грунт переходит в пластичное состояние, а затем и в твердое. Этот процесс обратим.

Примеси к чистым глинам более крупных частиц изменяют свойство грунта и по мере увеличения их содержания приближают к свойствам песчаных грунтов. В этом случае и название грунта меняется: глины, суглинок, а затем супесь.

Оценку глинистых грунтов производят по числу пластичности, представляющему разность весовых влажностей, выраженных в процентах, соответствующих двум состояниям грунта: на границе текучести и на границе раскатывания. Таким образом, число пластичности выражается формулой:

– предел текучести – такое состояние грунта, когда он находится на границе перехода из пластичного в текучее состояние;
– предел раскатывания, или предел пластичности, – такое состояние грунта, когда он находится на границе перехода из твердого в пластичное состояние. Глинистые грунты в зависимости от числа пластичности подразделяются на виды (табл. 4).

Таблица 4 Виды глинистых грунтов

Отсутствие нормативных характеристик глин по числу пластичности заставляет на практике оценивать их как тощие, жирные и др. М. Н. Гольдштейн предложил простую и вместе с тем доступную классификацию глин по числу пластичности при следующих показателях:

Такая классификация несомненно заслуживает внимания, так как она исходит из потребностей строительного производства.
Принятая оценка глинистых грунтов по консистенции основана на вычислении вспомогательной величины В – показателе консистенции, определяемой по формуле :

где W – влажность исследуемого грунта.

В соответствии с показателем по консистенции глинистые грунты (непросадочные) имеют следующее наименование и численные значения В (табл. 5).

Таблица 5
Подразделение глинистых грунтов по консистенци

Классификация и строительные свойства грунтов: tvin270584 — LiveJournal

Перед тем как приступить к строительству дома, первое, что нужно учесть – это качество грунта на вашем участке. Видов грунтов несколько, и не каждый из них оптимален для строительства. Процессы усадки и надежность основания напрямую зависят от свойств почвы на участке. В статье мастер сантехник расскажет, о видах грунтов и их классификации.

Строительная классификация грунтов

Грунтом в строительстве называют все рыхлые обломочные горные породы, на которых устраивается основание постройки.

Для стандартизации определений, используемых при выполнении геологических изысканий, принят общий стандарт строительной классификации грунтов. Он делит грунты на классы, типы и разновидности по структурным связям, составу и строению.

Первоначально строители пользовались информацией из СНиП II-15-74. Теперь при необходимости обращаются к ГОСТ 25100-2011.

Классификация грунтов

По строительным нормам грунты разделяют на скальные и нескальные:

Скальные – породы, залегающие сплошным массивом и имеющие жесткие структурные связи. Это водоустойчивые и почти несжимаемые грунты. К такому типу относится известняк, песчаник, гранит, базальт и другие. При отсутствии трещин они служат прочным основанием для построек. Несущая способность трещиноватых слоев снижена.
Нескальные – группа дисперсных грунтов с ослабленными структурными связями. Они состоят из минеральных частиц различного размера, по происхождению подразделяются на осадочные и искусственные. Осадочные породы образуются в результате разрушения и выветривания скальных пород. Искусственные почвы – это результат утрамбовки, намывания или насыпания. Дисперсионные грунты бывают связные (глина, суглинок) и несвязные (песок).

В каждом классе имеются собственные виды, типы и разновидности, обусловленные их происхождением, строением, составом и свойствами:

Скальный. Категория представляет собой крепкие породы, которые отличаются прочностью и низким водопоглощением. Практически непригодны для строительства, так как залегают в виде массивов и на них трудно надежно закрепить объекты либо проложить магистрали. К скальным породам относятся: гранит, известняк и т. д.
Полускальный. Сцементированные породы, которые могут уплотняться. На участке с полускальными грунтами строительство должно учитывать особенность материала и подбирать технологии и стройматериалы для дальнейшего предотвращения уплотнения и просадки. Чаще всего категория представлена гипсом и алевролитом.
Песчаный. Непластичная почва, которая образовалась в результате разрушения скальных пород. В среднем гранулы песка могут иметь размеры. Каждая песчинка считается таковой при наличии размеров от 0,05 до 2 мм.
Крупнообломочный. Очень похож на классический песчаный грунт, но при этом размер гранул будет превышать отметку в 2 мм. В составе почвы данного вида присутствует более 50% крупных обломков, благодаря чему почвосмесь имеет неоднородный состав.
Глинистый. Глинистая почва представляет собой супермелкую фракцию, размер частиц которой составляет 0,005 мм. Изначально это скальная порода, которая была существенно деформирована и разрушена за длительный период времени. Глинистые и песчаные грунты преобладают на территории Российской Федерации.

Строительство может производиться на различных почвосмесях, но при этом важно учитывать свойства грунтов для выбора наиболее оптимальных стройматериалов.

Жесткие структурные связи в скальных почвах делают сложным застройку участков с таким типом грунтов. Плотная структура осложняет закрепление несущие элементы будущего объект.

Нескальные почвы не имеют жестких структурных связей и отличаются своим многообразием. Дисперсность и рассыпчатость почвы является главным признаком нескальных грунтов. Хоть прочность у нескальных почв значительно ниже, чем у скальных, но строительство на участках с таким типом почво наиболее предпочтительно.

В отдельный класс выделяют мерзлые грунты. Они образованы в результате природного или техногенного замораживания. Мерзлые основания прочны за счет криогенных связей, но параметр колеблется из-за сезонных изменений температуры воздуха. Только в районе вечной мерзлоты такие почвы стабильны.

Свойства грунтов

В зависимости от состава и свойства грунтов рассчитывается стоимость и технология строительных работ, а также трудоемкость земельных работ.

Основными свойствами грунтов выступают:

Влажность. В зависимости от насыщенности почвы водой различают два типа грунтов: сухие и мокрые. Сухие почвосмеси содержат в своем составе не более 5% влаги. Мокрые грунты могут иметь показатель влажности более 30%, а также иметь разный размер пор.
Плотность. Плотность материала рассчитывается путем измерения массы одного кубического метра почвы. В среднем нескальные породы имеют плотность в пределах 1,5-2 тонны/м3, а скальные – до 3 тонн.
Размываемость. Показатель обозначает скорость течения жидкости, вымывающей породу. Если для мелкопесчаных грунтов этот показатель должен быть менее 0,6 м/с, то для глин – 1,5 м/с.
Свойства грунтов Разрыхленность. Каждый грунт при разработке увеличивается в объеме и не восстанавливает свои изначальные размеры в течение длительного времени. При строительстве различают два типа разрыхления. Первоначальное разрыхление измеряется сразу после разработки почвы. Песчаные почвосмеси имеют первоначальный коэффициент в пределах 1,08-1,17, суглинки и глинистые – 1,14-1,3. Если грунт вывозится за территорию участка, то этот показатель позволяет эффективно использовать транспорт. Остаточное разрыхление для почв на основе песка равно 1,01-1,025, для глинистых и суглинистых – 1,015-1,09.
Сцепленность. От сцепленности грунтов зависит сложность проведения работ. Мерзлый грунт имеет наибольший показатель сцепленности и является достаточно сложным для разработки. Песчаные почвы имеют силу сцепления 0,003-0,05 МПа, глинистые грунты – 0,005-0,2 МПа.
Угол естественного откоса. Данный показатель имеет большое значение при устройстве отвалов и насыпей. Также показатели учитываются при рытье траншей и котлованов, откосов.

Определение свойств грунта на глаз

Инженерно-геологические изыскания проводят специализированные организации. Их представителя бурят скважины и берут образцы для лабораторного изучения. Эта процедура дорогостоящая, поэтому некоторые владельцы участков определяют тип грунта и глубину залегания подземных вод самостоятельно.

Тип почвы определяют по внешнему виду:

Песок – комочки не образуются, частицы однородные, твердые, хорошо просматриваются. Размеры песчинок также можно оценить визуально. У гравелистого песка они до 5 мм, у крупного – до 2 мм, среднего – около 1 мм.
Супесь – по ощущениям похоже на муку из-за пылеватых частиц, при сдавливании быстро рассыпается.
Суглинок – крупинки песка чувствуются слабо, влажные комочки хорошо держатся.
Глина – мелкий желтоваты порошок при намокании липнет к рукам, образуются твердые комочки.

На что влияют свойства грунтов при строительстве фундамента

От состава и характеристик залегающей породы зависит прочность и долговечность возводимого здания. Недостаточная несущая способность, пучинистость или склонность к проседанию приводит к появлению трещин, перекосам и другим проблемам с целостностью стен дома и фундамента.

Также от геологических особенностей участка зависит метод выемки земли, выбор техники. Разработка котлована ведется ручным, машинным или взрывным способом. В зависимости от плотности почвы в частном строительстве применяются лопаты, кирки, ломы, отбойные молотки. Плотность почвы влияет на формирование стен и откосов котлована. В крупнообломочных грунтах допустимы вертикальные стенки без укрепления глубиной до 2 м, а в песчаных только 1 м.

Прочные грунты (скальные, крупнообломочные, песчаные) подходят для возведения домов различной этажности и не имеют особых требований к фундаменту. На слабых почвах, при высоком уровне грунтовых вод устраивают столбчатые, свайные основания или монолитную железобетонную плиту. Для глинистой почвы, подверженной пучению, необходимо закладывать заглубленный ленточный фундамент ниже точки промерзания.

Как улучшить характеристики физических свойств разновидностей грунтов

Не стоит расстраиваться, и тем более отказываться от строительства, в том случае, если в результате геологических изысканий обнаружилось, что грунт на вашем участке глинистый, или мелкозернистый и пылевидный песок, или даже торфянистый. Существует множество способов, как улучшить физические характеристики разновидностей грунтов, правда, они приводят к дополнительным финансовым затратам, размер которых лучше оценить заранее.

Мелкозернистый и пылевидный песок, а также глинистые грунты обеспечивают приемлемые характеристики только в сухом состоянии. При обилии влаги они становятся текучими, а в зимнее время, промерзая, пучинятся. Чтобы этого не происходило, проводят специальные мероприятия, например, заглубляют подошвы фундамента ниже глубины промерзания почвы. Кроме того, как советуют некоторые специалисты, на таких грунтах желательно ставить тяжелый дом, со стенами из кирпича или блоков, поскольку легкую конструкцию при зимнем пучении грунт выдавит.

Хороший результат дает искусственно созданное для фундамента песчаное основание, так называемая песчаная подушка. Ее часто устраивают под ленточный фундамент при строительстве загородных домов без подвала. Толщина «подушки» может достигать половины всей высоты фундамента, а так как песок дешевле, чем бетон и арматура, это дает неплохую экономию финансов. Да и сама процедура весьма проста: средне- или крупнозернистый песок засыпают в траншею или котлован слоями по 150—200 мм, тщательно утрамбовывают и каждый слой проливают водой.

Если вам достался участок на торфянике, следует просто убрать весь торф и засыпать образовавшийся котлован песком, сделав песчаную подушку.

В том случае, если уровень грунтовых вод на вашем участке высок и их захватывает глубина промерзания, то необходимо провести работы, направленные на понижение этого уровня (осушение, прокладка глубоко расположенных дренажных труб или канав и т. д). Особое внимание следует уделить и отводу поверхностных, атмосферных и производственных вод путем организации вертикальной планировки, ливнестоков, водоотводных канав или лотков.

Необходимо предпринять меры, направленные на снижение сил морозного пучения. Для этого следует возводить фундаменты простейших форм с минимальной площадью поперечного сечения, например столбчатые или свайные, и снижать глубину промерзания грунта около фундаментов теплоизоляционными материалами.

Видео

В сюжете – Стоит ли знать свойства грунтов на вашем участке для начала строительства частного дома

В сюжете – Как самостоятельно произвести геологическое исследование грунта основания на своём участке

В сюжете – Выбор несущего слоя основания и типа фундамента по Геологии

В сюжете – Несущая способность разных типов грунта

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как залить бетонный пол в бане по грунту

Источник

https://santekhnik-moskva. blogspot.com/2021/12/Klassifikatsiya-i-stroitelnyye-svoystva-gruntov.html

Физические свойства грунтов и их строительная классификация

Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Физические свойства грунтов и их строительная классификация Физические свойства грунтов и их строительная классификация

Грунты состоят из твердых минеральных частиц, жидкости и газа и, таким образом, представляют собой (при положительной температуре) трехфазную систему. Грунты различают по многим признакам, наиболее важными из которых являются их физические и механические свойства.

Для оценки и классификации грунтов оснований образцы, полученные в результате инженерно-геологических изысканий, подвергают лабораторным исследованиям. Образцы грунта должны иметь ненарушенную структуру, для этого их отбирают из относительно больших по объему образцов грунта (монолитов), полученных из шурфов и скважин.

После лабораторных исследований полученные физические характеристики сопоставляют с классификационными для качественной оценки свойств грунтов и возможности их использования для оснований сооружений.

Соотношение между фазами во многом определяют физические свойства грунтов.

В результате лабораторных исследований определяют три основных показателя: плотность грунта ненарушенной структуры р, которая равна отношению массы образца грунта к его объему; плотность твердых частиц ps, равную отношению массы твердых частиц к их объему, и природную влажность и, равную отношению массы содержащейся в грунте воды к массе твердых частиц.

Для более полной оценки свойств грунтов помимо основных используют и дополнительные физические характеристики: гранулометрический состав, плотность грунта в сухом состоянии, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель текучести.

Гранулометрический состав характеризует содержание по массе групп частиц (фракций) грунта различной крупности по отношению к общей массе абсолютно сухого грунта. Он определяется просеиванием через стандартные сита.

Грунтам оснований зданий и сооружений даются наименования в описаниях результатов изысканий, проектах оснований и фундаментов в соответствии с классификацией, установленной ГОСТ 25100 — 82. (отношение сопротивлений одноосному сжатию в водонасыщенном и сухом состоянии) и степени выветрелости &„ (отношения массы образца выветрелого грунта к массе невыветрелого образца того же грунта).

По пределу прочности одноосному сжатию различают скальные грунты очень прочные (Rt> 120 МПа), прочные (120>Д> 50 МПа), средней прочности (50>Д>15 МПа), малопрочные (15>RC>5 МПа), пониженной прочности (5>Д>3 МПа), низкой прочности, весьма низкой прочности Д

Для скальных пород, способных растворяться в воде, следует устанавливать степень их растворимости. В большинстве случаев скальные грунты являются надежными основаниями.

К нескальным грунтам относят крупнообломочные — несцементированные — грунты, содержащие обломки кристаллических или осадочных горных пород с размером частиц более 2 мм — больше чем 50% по массе; песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, которые содержат частицы крупнее 2 мм менее чем 50% по массе и не обладают пластичными свойствами (1Р0,01.

При наличии в кругшообломочном грунте более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато-глинистого от общей массы воздупшо-сухого грунта в наименовании грунта приводится вид заполнителя с указанием характеристик последнего.

Основания, сложенные крупнообломочными грунтами, как правило, являются надежными. Прочность крупнообломочных грунтов снижается при увеличении коэффициента выветрелости, окатанно-сти частиц и количества глинистого заполнителя. Наличие в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя практически не снижает его сопротивляемость внешним нагрузкам. При общей оценке оснований, состоящих из крупнообломочных грунтов, необходимо учитывать условия образования и характер залегания пластов. При наклонном залегании и наличии песчаных и глинистых прослоек могут образовываться поверхности скольжения, существенно снижающие устойчивость основания.

По плотности сложения песчаные грунты оцениваются следующим образом.

Плотность сложения является очень важной характеристикой при оценке свойств песчаных оснований. Иногда плотность сложения определяют статическим и динамическим зондированием.

Песчаные грунты, как и крупнообломочные, в большинстве случаев являются надежными основаниями. С увеличением размеров частиц и плотности сложения прочность и устойчивость песчаных оснований возрастают, а их деформации затухают достаточно быстро.

Пески гравелистые, крупные и средней крупности, имеющие плотную и среднюю плотность Сложения, хорошо сопротивляются действию внешней нагрузки, претерпевая при этом незначительные деформации. Рыхлые пески слабо сопротивляются внешним нагрузкам, и их использование в качестве оснований требует специального обоснования.

Обводнение гравелистых, крупных и мелких песков мало сказывается на их прочности, а пылеватые пески могут снижать свою прочность при увеличении влажности.

Несущая способность пылевато-глинистых грунтов во многом зависит от пористости и влажности, при уменьшении коэффициента пористости снижается и степень сжатия под действием внешней нагрузки. С увеличением пористости и влажности пылевато-глинистых грунтов уменьшается их сопротивляемость силовому воздействию, поэтому при проектировании фундаментов на основаниях из пылевато-глинистых грунтов следует учитывать изменение пористости и влажности в зависимости от гидрогеологических и климатических условий.

Твердые и полутвердые пылевато-глинистые грунты являются надежными основаниями, в пластичном состоянии их используют в качестве оснований при условии, если величина осадки не превышает предельно допустимой, в текучепластичном и текучем состоянии пылевато-глинистые грунты используют для строительства только после специального обоснования, так как при действии даже небольших давлений эти грунты способны терять устойчивость.

Пылевато-глинистые грунты способны испытывать деформации, продолжающиеся в течение нескольких десятилетий, что необходимо учитывать при проектировании оснований. Среди пылевато-глинистых грунтов следует выделить особую категорию — илы, просадочные и набухающие грунты.
К илам относят пылевато-глинистые грунты в начальной стадии формирования, образовавшиеся как осадок в воде при воздействии микробиологических процессов. Такие грунты обладают большой пористостью и анизотропией.

Использование илистых грунтов в основании сооружений требует специального обоснования в силу их незначительной прочности, обусловливаемой только структурными связями.

Просадочными называют грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании дают значительную дополнительную осадку (просадку). Этим свойством обладают в основном лёссы и лёссовидные грунты. Такой вид грунтов имеет высокую пористость (>0,44) и в необводненном состоянии обладает достаточной несущей способностью, обусловливаемой прочностью структурных связей. При замачивании эти связи нарушаются, происходит просадка с изменением внутренней структуры грунта.

При строительстве на просадочных грунтах осуществляется комплекс мероприятий, направленных на устранение или уменьшение влияния просадочности на здания и сооружения.

К набухающим относят грунты, способные при увлажнении или воздействии химических растворов увеличивать свой объем. Возможен и обратный процесс — уменьшение объема при снижении влажности, который называют усадкой. Основания, сложенные набухающими грунтами, рассчитывают по специальной методике, а при возведении фундаментов используют специальные конструктивные и эксплуатационные мероприятия.

Особую категорию грунтов составляют засоленные, биогенные, насыпные и вечномерзлые грунты. Засоленные грунты при длительной фильтрации воды способны испытывать дополнительную суф-фозионную осадку и снижать прочность в результате выщелачивания, подвергаться набуханию и просадке при замачивании и формировать агрессивную среду, которая может оказать вредное воздействие на подземные конструкции сооружений. Биогенные грунты (торфы и сапропели) представляют собой смесь песчаных или глинистых грунтов с растительными остатками. Они характеризуются большой сжимаемостью медленным развитием осадок, анизотропией и возможностью формирования агрессивных сред по отношению к материалам подземных конструкций.

При проектировании оснований зданий и сооружений следует уделять особое внимание насыпным грунтам, если их используют в качестве оснований. Насыпные грунты имеют большую степень неоднородности, обусловливающей неравномерность сжимаемости, и способны изменять свойства при динамических воздействиях. В них могут содержаться органические включения, шлаки и глины, вызывающие снижение прочности, дополнительные осадки, набухание и усадку.

Вечномерзлые грунты расположены в основном на севере, в районах Сибири и Дальнего Востока. Они характеризуются наличием в порах воды, которая находится в замерзшем состоянии, что во многом и определяет их свойства. Изменение температурного режима вечномерзлого грунта может вызвать его оттаивание, приводящее ж возникновению дополнительных осадок.

Похожие статьи:
Фундаменты глубокого заложения

Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Классификация грунтов | STI СпецТехника г.

Иваново

Грунт (нем. Grund — основа, почва) — горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания.

Согласно СНиП II-15-74 ч.2 гл.15 принята следующая строительная классификация грунтов.

1. Скальные грунты:

Скальные — грунты с жесткими структурными связями залегают в виде сплошного массива или в виде трещиноватого слоя. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Они водоустойчивы, несжимаемы, имеют значительную прочность на сжатие и не промерзают и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны.

Скальные грунты разделяют по пределу прочности, растворимости, размягчаемости и засоленности.

2. Нескальные грунты:

Нескальные грунты – это осадочные породы без жестких структурных связей. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, что коренным образом отличает их от скальных весьма прочных пород.

2.1. Крупнообломочные грунты:

Крупнообломочные — несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на: валунный d>200 мм (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый), галечниковый d>10 мм (при неокатанных гранях – щебенистый) и гравийный d>2 мм (при неокатанных гранях – дресвяный). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву.

Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями.

При наличии более 40% песчаного заполнителя или более 30% пылевато-глинистого от общей массы учитывается только мелкая составляющая грунта, так как именно она будет определять несущую способность.

Крупнообломочный грунт может быть пучинистым, если мелкая составляющая — пылеватый песок или глина.

2.2. Песчаные грунты:

Песчаные — состоят из частиц зерен кварца и других минералов крупностью от 0,1 до 2 мм, содержащие глины не более 3% и не обладают свойством пластичности. Пески разделяют по зерновому составу и размеру преобладающих фракций награвелистые лески d>2 мм, крупные d>0,5 мм, средней крупности d>0,25 мм, мелкие d>0,1 мм и пылеватые d=0,05 – 0,005 мм.

Частицы грунта крупностью от d=0,05 – 0,005 мм называют пылеватыми. Если в песке таких частиц от 15 до 50 %, то их относят к категории пылеватых. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым.

Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Сжимаемость плотного песка невелика, но скорость уплотнения под нагрузкой значительна поэтому осадка сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не обладают свойством пластичности.

Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают.

Тип крупнообломочных и песчаных грунтов устанавливается по гранулометрическому составу, разновидность – по степени влажности.

2.3. Пылевато-глинистые грунты

Пылевато-глинистые грунты содержат пылеватые (размером 0,05 – 0,005 мм) и глинистые (размером менее 0,005 мм) частицы. Среди пылевато-глинистых грунтов выделяют грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании, — просадочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешних факторов и собственного веса при замачивании водой дают значительную осадку, называемую просадкой.

2.3.1. Глинистые грунты

Глинистые — связные грунты, состоящие из частиц крупностью менее 0,005 мм, имеющих в основном чешуйчатую форму, с небольшой примесью мелких песчаных частиц. В отличие от песков глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность соприкосновения между частицами. Так как поры глинистых грунтов в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании глины происходит ее пучение.

Глинистые грунты делятся в зависимости от числа пластичности на глины (с содержанием глинистых частиц более 30%),суглинки (10…30%) и супеси (З…10%).

Несущая способность глинистых оснований зависит от влажности, которая определяет консистенцию глинистых грунтов. Сухая глина может выдерживать довольно большую нагрузку.

Тип глинистого грунта зависит от числа пластичности, разновидность – от показателя текучести.

2.3.2. Лёссовые и лёссовидные грунты

Лёссовые и лёссовидные — глинистые грунты с содержанием большого количества пылеватых частиц (содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц) и наличием крупных пор (макропор) в виде вертикальных трубочек, видимых невооруженным глазом. Эти грунты в сухом состоянии имеют значительную пористость – до 40% и обладают достаточной прочностью, но при увлажнении способны давать под нагрузкой большие осадки. Они относятся к просадочным грунтам (под действием внешних факторов и собственного веса дают значительную просадку) и при возведении на них зданий требуют надлежащей защиты оснований от увлажнения. С органическими примесями (растительный грунт, ил, торф, болотный торф) неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной сжимаемостью.

В качестве естественных оснований под здания непригодны (при увлажнении полностью теряет прочность и возникают большие, часто неравномерные, деформации – просадки). При использовании лёсса в качестве основания необходимо принимать меры, устраняющие возможность его замачивания.

2.3.3. Плывуны

Плывуны — это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязко-текучему телу, образуются мелкозернистыми пылеватыми песками с илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. При разжижении становятся сильно подвижными, фактически, превращаются в жидкообразное состояние.

Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6—9% и переходом в текучее состояние при 15—17%.Псевдоплывуны — пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, переходящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.

Они малопригодны в качестве естественных оснований.

2.4. Биогенные грунты

Биогенные грунты характеризуются значительным содержанием органических веществ. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и сапропели. К заторфованным грунтам следует отнести песчаные и пылевато-глинистые грунты, содержащие 10—50% (по массе) органических веществ. Если их больше 50%, то это торф. Сапропели — это пресноводные илы.

2.5. Почвы

Почвы – это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием.

Почвы и биогенные грунты служить основанием для здания или сооружения не могут. Первые — срезают и используют для целей земледелия, вторые — требуют специальных мер по подготовке основания.

2.6. Насыпные грунты

Насыпные — образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки и т.п. или грунты природного происхождения с нарушенной структурой в результате перемещения грунта. Свойства таких грунтов очень различны и зависят от многих факторов (вид исходного материала, степень уплотнения, однородность и т. д.). Обладают свойством неравномерной сжимаемости, и в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований под здания. Насыпные грунты весьма неоднородны; кроме того, различные органические и неорганические материалы существенно ухудшают его механические свойства. Даже при отсутствии органических примесей, в некоторых случаях, они остаются слабыми на протяжении многих десятилетий.

В качестве основания для зданий и сооружений насыпной грунт рассматривается в каждом отдельном случае в зависимости от характера грунта и возраста насыпи. Например, слежавшиеся более 3-х лет, особенно пески, могут служить основанием под фундамент небольших строений, при условии, что в нем отсутствуют растительные останки и бытовой мусор.

В практике встречаются также намывные грунты, образовавшиеся в результате очистки рек и озер. Эти грунты называютрефулированными насыпными грунтами. Они являются хорошим основанием для зданий.

Категории 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.

Увеличение объема грунта при разрыхлении

Категория грунта	Процент разрыхления грунта		Плотность, кг/м3
Категория грунта	первоначальный	остаточный
I	8…17	1…2,5	600…1600
I (торф и растительный грунт)	20…30	3…4
II	14…28	1,5-5	1600… 1900
III	24…30	4…7	1750… 1900
IV	26…32	6…9	1900…2000
V…XI	30…50	10… 30	1200…3000

Классификация грунтов и их физико-механические свойства

Грунты глинистые, мелкие и пылеватые пески, размягчаемые скальные грунты пригодны для сооружения земляного полотна, но при этом имеются некоторые ограничения.

Не применяют для насыпей грунты глинистые избыточно засоленные; глинистые, влажность которых выше допустимой; торф, ил, мелкий песок и глинистые грунты с примесью ила и органических веществ; верхний почвенный слой, содержащий в большом количестве корни растений; содержащие гипс в количестве, превышающем норму.

Кроме грунтов природного происхождения, для насыпей используют отходы промышленности (золошлаковые материалы, отвалы горнодобывающей промышленности и др.).

Основным способом разработки грунтов машинами для земляных работ (кроме машин для гидромеханизации) является механический способ, при котором часть грунта или породы от массива отделяется ножевым или ковшовым рабочим органом путем резания, откола, отрыва, обрушения под действием статических, динамических или виброударных нагрузок.

К основным физико-механическим свойствам грунтов, характеризующим их способность сопротивляться внешним нагрузкам, относятся гранулометрический состав, плотность, влажность, пластичность, липкость, разрыхляемость, связность, сопротивление сдвигу.

Плотность характеризуется массой единицы объема грунта, взятой в естественном залегании (в плотном теле). Для песчаных и глинистых грунтов она составляет 1,6-2,0, для скальных — 2,2-3,5 т/м3.

Влажность определяется содержанием воды в грунте, измеренным в процентах. Грунты, разрабатываемые строительными машинами, обычно имеют влажность 10-20%.

Пластичность — способность грунта изменять, не разрушаясь, свою форму, сохраняемую после снятия нагрузки. Пластичные грунты (глины, суглинок) хорошо уплотняются, хорошо заполняют ковшовые емкости, но налипают на рабочее оборудование.

Разрыхляемостью называют способность грунтов, пород, материалов при разработке увеличиваться в объеме.

Коэффициент разрыхления Кр представляет собой отношение грунта в разрыхленном состоянии к объему грунта в естественном состоянии. Для большинства грунтов К = 1,1 — 1,4, для мерзлых фунтов и скальных пород Кр = 1,5 – 1,7.

На сопротивление сдвигу грунта влияет связность (сцепление) и трение грунтов. Связность характеризует способность грунтов противостоять воздействию внешних сил. К связным грунтам относятся глины, к несвязным — сухие пески.

Комплексными показателями для оценки разрабатываемое грунтов рабочими органами строительных машин являются удельные сопротивления грунта резанию Крез и копанию Кк, т. е. сопротивления на рабочих органах, отнесенные к площади поперечного сечения вырезаемой стружки. При этом сопротивление копанию включает в себя все сопротивления при разрушении грунта и наполнении рабочего органа, а сопротивление резанию — только сопротивление от вырезания стружки.

Картина процесса копания и набора грунта рабочими органами всех землеройно-транспортных машин и многих землеройных машин в принципе аналогична (рис. 8.3). Режущие ножи в нижней части рабочих органов отделяют грунт от массива (происходит процесс резания). Вырезанный грунт затем захватывается и накапливается рабочими органами. При этом происходят такие явления, как движение грунтовой стружки и образование призмы волочения.

Рис. 8.3. Схемы копания и набора фунта рабочими органами землеройно-транспортных машин:
а — с отвалами бульдозера и автогрейдера; б — ковшом скрепера; в — ковшом скрепера с элеваторной загрузкой (цифры обозначают ориентировочную последовательность заполнения рабочих органов)

Грунтовая стружка поднимается вверх по поверхности отвалов под призмой волочения — у отвальных рабочих органов или внутри накопляемых масс грунта — у ковшовых рабочих органов. Совокупность этих процессов, включая и резание, называют копанием.

Удельные сопротивления резанию и копанию зависят не только от физико-механических свойств грунтов, но и от типа и параметров рабочего оборудования, т. е. являются одновременно как прочностными характеристиками грунтов, так и показателями энергоемкости резания и копания. Удельные сопротивления используют при расчетах, испытаниях и исследованиях машин, но ввиду трудоемкости их определения в полевых условиях (сложные силоизмерительные подвески рабочих органов или их моделей, трудоемкие расчеты и замеры объемов грунтовых масс) классификация разрабатываемое грунтов по удельным сопротивлениям резанию и копанию затруднена.

В основу принятой классификации грунтов по группам трудности их разработки, предложенной профессором А. Н. Зелениным, положен более простой показатель — прочность грунтов по числу ударов специального плотномера — ударника ДорНИИ. Ударник ДорНИИ представляет собой простейший прибор по типу забиваемого стержня. Стержень погружается в грунт под действием ударов падающей гири. Масса гири 2,5 кг, высота ее падения 400 мм, площадь сечения стержня 1 см2, глубина погружения 100 мм.

Достоинство ударника ДорНИИ — простота оценки прочности грунта, недостаток классификации грунтов по показаниям ударника ДорНИИ — условность оценки разрабатываемое грунта по одним прочностным показателям независимо от типа рабочего оборудования. Некоторые исследователи на основе обработки и обобщения результатов экспериментов рекомендуют корреляционные зависимости между числом Ударов ударника ДорНИИ и удельным сопротивлением резанию и копанию.

В практике строительства используют еще одну классификацию грунтов — так называемую производственную классификацию по группам трудности разработки механическими способами. Несмотря на качественное описание характеристик грунта в этой классификации, ее применяют при нормировании выработки и расценке строительных работ.

Классификация почв | Стенограмма | Управление по охране труда и здоровья

Классификация почв | Стенограмма

В США более 800 строителей ежегодно погибают на работе. Одним из самых опасных видов строительных работ является рытье траншей, от которого ежегодно погибает 40 строителей. Рабочие могут погибнуть или получить серьезную травму в течение нескольких минут после того, как попадут в обвал траншеи. Но эти смерти можно предотвратить.

В видеоролике, который вы сейчас увидите, показан один из этапов классификации почвы, которому должны следовать работодатели, чтобы можно было безопасно выполнять земляные работы.Это видео не предназначено для использования в качестве полноценного образовательного пособия, а предназначено в качестве введения для людей, которые хотят узнать больше. Работодатели обязаны обеспечить безопасное рабочее место и необходимые средства защиты. Вы узнаете, как правильная информация о строительной площадке может помочь спасти жизни.

Каждый сотрудник, который входит в траншею, должен быть защищен от обвалов с помощью защитной системы, если выемка грунта составляет 5 футов или более в глубину, если только она не вырыта в устойчивой скале.Система поддержки не требуется, если траншея имеет глубину менее 5 футов и осмотр грунта компетентным лицом не дает признаков возможного обвала.

Один кубический ярд земли может весить столько же, сколько автомобиль, 3000 фунтов, и бывает разных видов. Некоторые типы почвы стабильны, а некоторые нет. При рытье траншеи важно знать тип почвы, с которой вы работаете, чтобы знать, как правильно сделать уклон, уступ или закрепить траншею. Это может помочь предотвратить обвал.

OSHA требует, чтобы у работодателей был компетентный человек для определения типа почвы. Компетентным лицом является тот, кто может определить условия, опасные для сотрудников, а также уполномочен устранять эти опасности. Все траншеи глубиной пять футов и более должны соответствовать правилам OSHA. В приложениях к стандарту OSHA на земляные работы показаны различные типы систем поддержки, которые можно использовать на максимальной глубине 20 футов. Любые раскопки глубже 20 футов должны использовать защитную систему, утвержденную профессиональным инженером.

Для всех раскопок компетентное лицо должно проводить полное исследование каждый день или при изменении условий траншеи, чтобы выявить и устранить любые потенциальные опасности.

В этом видео вы увидите, как проводится визуальный осмотр грунта строительной площадки. Вы также увидите, как проверить почву с помощью трех наиболее распространенных методов: теста на пластичность, теста на проникновение большого пальца и теста карманного пенетрометра. Для достижения наилучших результатов OSHA рекомендует, чтобы компетентное лицо использовало более одного из этих методов для проверки почвы.Знание типа почвы позволяет определить правильную защитную систему для обеспечения безопасности рабочих во время раскопок.

Почва может быть связной или гранулированной. Связный грунт содержит мелкие частицы и достаточное количество глины, чтобы грунт прилипал к самому себе. Чем более связная почва, тем больше в ней глины и тем меньше вероятность обвала. Зернистые почвы состоят из крупных частиц, таких как песок или гравий. Этот тип почвы не будет прилипать к себе. Чем менее связная почва, тем более серьезные меры необходимы для предотвращения обвала.OSHA использует измерение, называемое «прочность на сжатие без ограничений», для классификации каждого типа почвы. Это количество давления, которое заставит почву разрушиться. Это значение обычно указывается в единицах тонн на квадратный фут.

Грунты могут быть классифицированы как тип A, тип B или тип C. Грунт типа A является наиболее устойчивым грунтом для земляных работ. Тип C – наименее устойчивый грунт. Важно помнить, что траншея может быть прорыта более чем в одном типе почвы.

Давайте рассмотрим каждый тип почвы.Грунт типа А является связным и имеет высокую прочность на сжатие без ограничений; 1,5 тонны на квадратный фут или больше. Примеры почвы типа А включают глину, илистую глину, песчаную глину и суглинок. Почва не может быть отнесена к типу А, если она трещиноватая, если она была ранее нарушена, если через нее просачивается вода или если она подвержена вибрации от таких источников, как интенсивное движение или сваебойные молоты.

Почва типа B является связной и часто растрескивается или нарушается, с кусками, которые не слипаются, как и почва типа A.Грунт типа Б имеет среднюю прочность на неограниченное сжатие; от 0,5 до 1,5 тонны на квадратный фут. Примеры грунта типа B включают угловатый гравий, ил, илистый суглинок и почвы с трещинами или рядом с источниками вибрации, но в остальном они могут относиться к типу A.

Почва типа

C является наименее стабильной почвой. К типу С относятся зернистые грунты, в которых частицы не слипаются, и связные грунты с низкой прочностью на неограниченное сжатие; 0,5 тонны на квадратный фут или меньше. Примеры почвы типа C включают гравий и песок.Поскольку почва с просачивающейся через нее водой не является стабильной, она также автоматически классифицируется как почва типа C, независимо от других ее характеристик.

Перед тестированием грунта полезно провести визуальный осмотр строительной площадки. Это поможет определить, есть ли на участке факторы, снижающие прочность грунта. Вот несколько замечаний, которые следует сделать при предварительном визуальном осмотре почвы вокруг места раскопок: Во-первых, когда почва выкапывается, она выходит комками или она зернистая? Комки означают, что почва связная.

Имеются ли вблизи котлована источники вибрации? Имеются ли признаки ранее нарушенной почвы, например, инженерные коммуникации? Есть ли признаки просачивания воды через почву? Почва растрескалась? Признаки трещин включают отверстия, похожие на трещины, или куски почвы, которые осыпаются сбоку от вертикальной стены котлована. При соблюдении любого из этих условий почва не может быть отнесена к типу А.

При проведении анализа почвы важно выбрать хороший образец почвы. Образцы почвы должны быть типичными для окружающего грунта в выемке, и по мере углубления выемки следует брать дополнительные образцы. Хотя стена раскопок является одним из мест для взятия проб, OSHA рекомендует брать большой комок из выкопанной кучи, если почва в куче свежая и не утрамбованная. Результаты испытаний могут измениться по мере высыхания почвы, поэтому для достижения наилучших результатов образцы следует брать и тестировать как можно скорее.

Теперь давайте рассмотрим три основных типа тестов почвы. Тест на пластичность, который иногда называют карандашным тестом, используется для определения связности грунта. Этот тест проводится путем скручивания образца влажной почвы в нить толщиной в одну восьмую дюйма и длиной в два дюйма, напоминающую короткий тонкий карандаш.Если образец можно удерживать за один конец, не ломая его, он является связным.

Вот пример того, как будут выглядеть результаты, если грунт является связным. Обратите внимание, как образец остается цельным. Теперь посмотрите, что происходит, когда почва не является связной. У почвы нет сил держаться вместе. Любой несвязный грунт автоматически классифицируется как тип C, хотя некоторые грунты типа C являются связными.

Испытание на проникновение большим пальцем используется для быстрой оценки прочности на сжатие образца связного грунта.Чтобы выполнить тест на проникновение большого пальца, просто нажмите кончиком большого пальца на свежий комок почвы. Если образец почвы относится к типу А, ваш большой палец сделает углубление в почве только с большим усилием, как вы можете видеть здесь. Если образец почвы относится к типу B, ваш большой палец погрузится в почву до кончика ногтя большого пальца, точно так же. Если образец почвы относится к типу C, ваш большой палец полностью погрузится в комок почвы, как вы можете видеть здесь. Ваши результаты этого теста, вероятно, будут где-то посередине между этими результатами.

Для более точного измерения можно использовать тест карманного пенетрометра. Прочность грунта на сжатие может быть определена числовым значением с помощью карманного пенетрометра. В этих результатах могут быть некоторые различия, поэтому рекомендуется провести этот тест на нескольких образцах почвы из одной и той же части раскопок, просто чтобы убедиться, что ваши результаты согласуются. Карманный пенетрометр работает так же, как манометр в шинах. Тонкий металлический поршень вдавливается в образец почвы, и пенетрометр регистрирует прочность почвы на сжатие.Убедитесь, что индикатор шкалы вставлен в корпус пенетрометра до тех пор, пока не будет отображаться только «нулевая» отметка. Для проведения теста вдавите поршень в почву, пока он не достигнет выгравированной линии. Затем просто снимите показания с индикатора весов. Важно понимать, что пенетрометр может давать ложные результаты, если почва содержит камни или гальку, которые не сжимаются.

Как видите, грунт типа А имеет плотность не менее 1,5 тонны на квадратный фут. Имейте в виду, однако, что вы не можете отнести грунт к типу А, если место раскопок не отвечало всем условиям визуального контроля: если он зернистый, находится рядом с источником вибрации или есть признаки ранее нарушенного почва, просачивание воды или трещиноватая почва.Для почвы типа B показания будут составлять от 0,5 до 1,5 тонны на квадратный фут. Почвы типа C равны или меньше 0,5 тонны на квадратный фут.

Давайте повторим основные моменты из видео. OSHA классифицирует почвы на три основные группы: тип A, тип B и тип C. Тип A является наиболее устойчивым, а тип C — наименее стабильным. Для определения типа грунта на строительной площадке существует несколько тестов, которыми может воспользоваться компетентный человек. После проведения визуального теста вы можете использовать тест на пластичность, чтобы определить, является ли грунт связным или гранулированным.Для связного грунта тесты на проникновение большого пальца и карманный пенетрометр помогают определить прочность на сжатие без ограничений. Определение типа почвы на площадке поможет компетентному специалисту решить, какие методы наклона, уступа или крепления необходимы для предотвращения обвалов и обеспечения безопасности рабочих.

Если вам нужна дополнительная информация, свяжитесь с OSHA по адресу www.osha.gov или по номеру 1-800-321-OSHA (1-800-321-6742).

Типы почв

Почва представляет собой смесь песка, гравия, ила, глины, воды и воздуха.Количество этих ингредиенты, которые определяют его «связность» или то, насколько хорошо почва будет держаться вместе. Связный грунт не крошится. Он легко формуется во влажном состоянии и трудно разрушается в сухом состоянии. Глина представляет собой очень мелкозернистую почву и очень связна. Песок и гравий конечно зернистые почвы, обладающие малой связностью и часто называемые зернистыми . Вообще говоря, чем больше глины в выкапываемом грунте, тем лучше. стены траншеи выдержат.

Другим фактором связности почвы является вода. Почва, наполненная водой, называется насыщенный . Насыщенный грунт плохо сцепляется и особенно опасен при земляных работах. Работа. Однако обратное также может быть правдой. Почва, в которой мало или совсем нет воды он или сухая в печи , могут легко раскрошиться и не будут склеиваться при раскопках.

Почва тяжелая. Кубический фут может весить до 114 фунтов, а кубический ярд может весит более 3000 фунтов — столько же, сколько пикап! Большинство работников не осознают сила, которая поразит их, когда произойдет обвал. Человек, погребенный всего в нескольких футах почвы может испытывать достаточное давление в области грудной клетки, чтобы предотвратить повреждение легких. расширение. Удушение может произойти всего за три минуты.Тяжелые почвы может раздавить и исказить тело за считанные секунды. Неудивительно, что окопные аварии связаны с таким количеством смертей и навсегда инвалидизирующих травм.

OSHA классифицирует грунты по четырем категориям: Solid Rock, тип A, тип B и тип C. Solid Rock является наиболее устойчивым, а тип C наименее устойчивым. Почвы типизированы не только по тому, насколько они сплочены, но и по условиям, в которых они находятся.Устойчивая порода практически недостижима при рытье траншеи. Это потому что выемка горных пород обычно требует буровзрывных работ, которые разрушают рок, что делает его менее стабильным.

Почва типа А может быть глинистой, илистой глиной или песчаной глиной.

Почва не может считаться типом А, если она имеет трещины (трещины) или существуют другие условия, которые могут негативно влияют на него, например:

подвержен вибрации от интенсивного движения, забивки свай или подобных воздействий
ранее нарушенные/раскопанные
, где он является частью слоистой системы, где менее устойчивый грунт находится у основания раскопки, с более устойчивыми грунтами сверху.
с учетом других факторов, которые могут сделать его нестабильным, например, наличие заземления. воды или условий замерзания и оттаивания.

Многие сотрудники Управления по охране труда и промышленной гигиене США считают, что строительное оборудование на объекте создает достаточно вибраций, чтобы любой грунт не мог быть отнесен к типу «А».Если вибрации могут быть чувствуется, стоя рядом с раскопом, компетентное лицо должно рассмотреть возможность понижения От типа почвы A до типа B или C.

Грунты типа B включают как связные, так и несвязные грунты. К ним относятся илы, супеси, средние глины и неустойчивые породы. Почвы, которые могут быть классифицированы как А, но имеют трещины или подвержены вибрации, также могут быть классифицированы как почвы категории «Б».

Почвы типа C являются наиболее неустойчивыми (и, следовательно, наиболее опасными) из четырех почв. типы. Их легко узнать по постоянному отслаиванию боков стенок раскопки. Если почва затоплена или вода просачивается из стен котлована, это, вероятно, почва “С”. Почва может быть отнесена к типу C, если в ней выкопан котлован. «слоистые» почвы, где разные типы почв лежат друг над другом.Когда нестабильный тип грунта находится под стабильным типом грунта в выемке, «самое слабое звено» будет скоро уступить.

Во многих строительных проектах извлекаемый грунт был предварительно нарушен . Это означает, что почва была вскопана или перемещена в прошлом. Это еще один фактор компетентное лицо должно учитывать при типировании грунтов.Ранее нарушенные почвы редко такие же прочные, как ненарушенные почвы, и обычно относятся к категории почв «С». Ранее беспокоили почва обычно находится над существующими коммуникациями, такими как вода, канализация, электричество и газовые магистрали. Это делает работу с этими утилитами более опасной из-за нестабильной работы. характер почвы. Большая часть работ, выполняемых при раскопках, ведется вдоль полос отчуждения, где почва почти всегда относится к типу C.Из-за того, где мы копаем, это важно понимать, что однажды выкопанная земля уже никогда не будет возвращена в том виде, в каком он образовался естественным образом.

В соответствии с подразделом P 1926 года, Приложение A (c) (2), компетентное лицо должно типировать почвы, используя как минимум один визуальный тест и один тест вручную . Визуальный тест может включать в себя осмотр почвы во время ее удаления и осмотр. отвал грунта, а также цвет и состав стен котлована.Ручной тест означает работа с почвой либо руками, либо инструментом, предназначенным для измерения прочность почвы. Например, если вы можете скатать землю в руках в длинный «червяк» или лента, почва является связной и может быть классифицирована как A или B, в зависимости от других условия. Одним из полезных инструментов для измерения прочности грунта является пенетрометр . Когда вы вдавливаете этот прибор в образец грунта, он измеряет его безграничное сжатие прочность в тоннах на квадратный фут (тсф).

Независимо от используемых методов типирование почв должно производиться компетентным человек до того, как кто-либо войдет в раскопки . Чем слабее грунт, тем больше потребность в защитных системах.

Примечание. Если вы не уверены в типе почвы, ВСЕГДА принимайте ее за тип C.

Классификация грунтов и испытания при строительных земляных работах

Защита OSHA

В США ежегодно погибает более 800 строителей, работая на строительной площадке.Из этого числа 40 рабочих погибают в результате несчастных случаев, связанных с рытьем траншей. Несчастные случаи при рытье траншей чрезвычайно опасны. Рабочие могут погибнуть или получить серьезные травмы в считанные минуты, если попадут в пещеру, где ведутся траншеи.

В качестве подрядчика вы обязаны обеспечить безопасную строительную площадку для своих рабочих и предоставить им необходимые средства индивидуальной защиты (СИЗ) для защиты от потенциальных опасностей. Несоблюдение правил Управления по охране труда и здоровья (OSHA), касающихся рытья траншей и земляных работ (29 CFR 1926. 650, подраздел P) может привести к суровым наказаниям.

В этой статье юрист OSHA из Флориды обсудит некоторые смежные темы, которые часто упускают из виду, в том числе классификацию грунта и испытания при строительных земляных работах. Помните, что для получения помощи в защите OSHA или предотвращении цитирования обратитесь к адвокату защиты OSHA во Флориде с многолетним опытом работы в строительной отрасли.

Типы почвы

Почва может быть связной или гранулированной. Связный грунт содержит мелкие частицы и достаточное количество глины, чтобы прилипнуть к самому себе.Более связный грунт содержит больше глины и имеет меньшую вероятность обрушения по сравнению с гранулированным грунтом. Гранулированная почва больше похожа на песок или гравий и имеет крупные частицы, которые значительно менее связны. При копании зернистого грунта необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности, чтобы предотвратить обвал.

OSHA использует измерение, называемое «предел прочности при неограниченном сжатии», для классификации грунта по одной из трех категорий: A, B или C. Измерение прочности при неограниченном сжатии, которая указывается в единицах тонн на квадратный фут, сообщает нам количество давление, вызывающее обрушение грунта.

Грунт типа A: Наиболее стабильный и связный грунт с прочностью на сжатие без ограничений 1,5 тонны на квадратный фут или выше. Почвы типа А обычно включают глину, илистую глину, песчаную глину и суглинок. Почва типа А никогда не включает в себя почву, которая была трещиноватой, ранее нарушенной, через нее просачивалась вода или подвергалась вибрации от тяжелой техники или местного транспорта.

Грунт типа B: Менее стабильный, но все же связный, грунт типа B не слипается сам с собой, как грунт типа A, и обладает неограниченной прочностью на сжатие .от 5 до 1,5 тонн на квадратный метр. Примеры грунта типа B включают угловатый гравий, ил, илистый суглинок и почвы с трещинами или рядом с источниками вибрации, которые в противном случае были бы классифицированы как тип A.

Грунт типа C: Наименее устойчивый тип грунта, грунт типа C является зернистым и имеет прочность на сжатие без ограничений 0,5 тонны на квадратный фут или меньше. Примеры почвы типа C включают гравий и песок. Из-за недостаточной устойчивости любой грунт, через который просачивается вода, автоматически классифицируется как тип С независимо от других его характеристик.

Предварительное тестирование

Важно, чтобы подрядчик или другое компетентное лицо провело визуальное испытание после закладки грунта, чтобы определить факторы, которые могут снизить прочность грунта на строительной площадке. Вы должны искать ответы на такие вопросы, как:

Почва комковатая или зернистая?
Имеются ли рядом с местом раскопок источники сильных вибраций?
Имеются ли признаки ранее нарушенного грунта, например, от инженерных коммуникаций?
Есть ли признаки просачивания воды сквозь почву?
Есть ли в почве трещины или иные трещиноподобные отверстия или куски почвы, отваливающиеся от вертикальной стены котлована?

Выбор образца

При выборе образца почвы обязательно возьмите образец, отражающий всю почву в районе раскопок. Копая все глубже и глубже, продолжайте брать новые образцы. Всегда помните, что траншея может быть проложена через несколько типов почвы, поэтому крайне важно, чтобы вы понимали профиль почвы всей вашей раскопки. Неучет разной прочности на сжатие этих слоев может привести к обрушению траншеи. Если это произойдет, проконсультируйтесь с юристом OSHA.

OSHA рекомендует брать большой комок из свежевыкопанной сваи, которая не была уплотнена, а не брать образец со стены котлована.Получив образец, немедленно протестируйте его, чтобы избежать ошибки. Когда почва высыхает, результаты испытаний могут измениться. Существует три типа испытаний почвы: испытание на пластичность, испытание на проникновение большого пальца и испытание карманным пенетрометром.

Испытание на пластичность

Тест на пластичность или карандашный тест используется для определения связности грунта на участке раскопок. Этот тест проводится путем раскатывания образца влажной почвы в небольшой кусочек толщиной в одну восьмую дюйма и длиной в два дюйма. Затем возьмите кусок за один конец и посмотрите, не сломается ли он.Если вы можете удерживать скрученный образец за один конец, не ломая его, значит, он связный. Если он ломается, он не является связным и, следовательно, классифицируется как почва типа C.

Испытание на проникновение большим пальцем

Этот тест используется для быстрой оценки прочности на сжатие образца связного грунта. Чтобы выполнить этот тест, вы просто нажимаете большим пальцем на свежий образец почвы. Если…

Большой палец делает вдавление только с большим усилием, это почва типа А.
Ваш большой палец погружается в землю до кончика ногтя большого пальца, это почва типа B.
Ваш большой палец входит полностью, это почва типа C.

Если вы не уверены, относится ли образец к типу A, B или C, возьмите новый образец, используйте другой метод тестирования или проконсультируйтесь с другим компетентным строителем на месте раскопок, чтобы получить более точный результат.

Тест карманного пенетрометра

Первые два упомянутых нами метода испытаний не требуют ни числовых данных для проверки типа грунта, присутствующего на участке раскопок, ни использования инструментов.Напротив, испытание карманным пенетрометром требует использования инструмента, который работает как манометр в шинах, чтобы дать числовое показание, которое может идентифицировать образцы связного и несвязного грунта. Эти числовые данные ценны, поскольку их можно использовать в качестве доказательства, если траншея неожиданно обрушится. Для получения дополнительной информации о том, как защитить себя в случае обрушения траншеи, обратитесь к одному из наших юристов OSHA.

Карманный пенетрометр имеет тонкий металлический поршень, который вдавливается в образец почвы и измеряет его прочность на сжатие.При запуске убедитесь, что индикатор шкалы вставлен в корпус карманного пенетрометра до тех пор, пока не будет видна только нулевая отметка. Вставьте устройство в образец, пока оно не достигнет выгравированной линии, затем снимите показания. Обязательно запустите этот тест на нескольких образцах, чтобы убедиться, что ваши результаты непротиворечивы. Почва, содержащая камни или гальку, может не сжиматься, что ухудшит ваши результаты.

Избегайте ссылки OSHA

Вооружиться знаниями — это один из способов внедрить передовой опыт и потенциально предотвратить вынесение приговора OSHA, но партнерство с опытным адвокатом OSHA может дать вам доступ к полному набору услуг, включая защиту в активных делах.Имейте в виду, что рабочие в траншеях и земляных работах имеют ограниченные возможности для защиты в случае обрушения. Один кубический ярд почвы может весить столько же, сколько автомобиль, или примерно 3000 фунтов. Когда ваши рабочие копают траншею, очень важно, чтобы они понимали тип почвы, с которой они работают, чтобы они могли применять правильные методы для правильного наклона, уступа или укрепления траншеи.

Если вы хотите поговорить с адвокатом защиты OSHA, пожалуйста, свяжитесь с нами сегодня.

Отказ от ответственности: информация, содержащаяся в этой статье, предназначена только для общеобразовательной информации. Эта информация не является юридической консультацией, не предназначена для использования в качестве юридической консультации, и на нее нельзя полагаться как на юридическую консультацию для вашей конкретной фактической модели или ситуации.

типов грунта для фундамента вашего здания

Различные типы грунта по-разному влияют на фундамент вашего здания.Определение типа грунта, на котором будет построено здание, влияет на строительство проекта и будущий ремонт.

Вот несколько наиболее распространенных типов грунтовых оснований, используемых в строительстве. Мы изучаем, какой тип почвы лучше всего подходит для строительства.

Распространенные типы грунтов, используемых в строительстве

Глина

Глина не является идеальной почвой для строительства зданий из-за ее склонности перемещаться при высыхании или увлажнении. Это может привести к трещинам или щелям в здании и привести к неровности пола.Глубина фундамента из глинистого грунта обычно больше для повышения устойчивости.

Когда дело доходит до глинистого грунта, лучший фундамент дома будет между фундаментом из буронабивных столбов или фундаментом из плиты на уровне грунта. Фундаменты с просверленными опорами будут крепиться глубже в глину для большей структурной устойчивости, в то время как фундаментные плиты на уровне земли борются с тенденцией глинистого грунта к усадке и расширению.

Песок и гравий

Песок и гравий имеют крупные частицы, которые позволяют этой почве быстро отводить воду (что хорошо для зданий).Удерживание меньшего количества воды означает меньший риск смещения здания и образования структурных и неструктурных трещин. Уплотненный песок и гравий обеспечивают еще большую стабильность и являются отличным вариантом для строительства фундамента.

Со временем песок может смыться. В этих случаях винтовые сваи (также называемые винтовыми анкерами, винтовыми сваями или винтовыми анкерами) являются подходящим методом фундамента для песчаного грунта.

Скала/Коренная порода

Существует множество видов горных пород (песчаник, известняк и т. д.).), и все они являются отличными вариантами из-за их высокой несущей способности (что делает этот тип фундамента идеальным для больших зданий). Коренная порода представляет собой слой горных пород под поверхностным слоем почвы.

В отличие от глины, которая может расширяться и сдвигаться, коренная порода более стабильна и устойчива к повреждениям водой. Таким образом, ваше здание с меньшей вероятностью треснет при смещении или оседании. Самое главное при строительстве фундамента на камне — обеспечить ровную поверхность перед началом строительства.

Суглинок

Суглинок — лучший тип почвы для строительства благодаря идеальному сочетанию ила, песка и глины. Он сочетает в себе лучшее из всех их качеств в идеальном балансе для поддержки фундамента. Суглинок обычно не сдвигается, не расширяется и не сжимается и очень хорошо переносит присутствие воды.

Единственным потенциальным недостатком строительства на суглинке является возможность образования неразложившегося материала, который можно и нужно отфильтровать перед началом строительства.

Торф

Торф часто встречается в таких местах, как болота и другие водно-болотные угодья, и состоит из разлагающейся растительности и/или органического вещества. Он может удерживать большое количество воды и считается очень плохим типом грунта для фундамента из-за того, насколько сильно он может смещаться, и его низкой несущей способности. Вы можете строить на торфяной почве, но здание будет подвержено большому риску появления трещин или других повреждений.

Ил

Как и торф, ил является еще одним плохим вариантом почвы для строительства фундамента из-за его способности длительное время удерживать воду.Это качество заставляет ил смещаться и расширяться, что не обеспечивает зданию никакой поддержки и подвергает его повторяющимся долговременным нагрузкам. Это может привести к повреждению конструкции или отказу. Если возможно, строительство следует проводить на более подходящем типе грунта.]

Последствия игнорирования типа грунта перед строительством

Неспособность выбрать лучший тип грунта для вашего проекта может привести к немедленным или будущим проблемам с фундаментом. Убедитесь, что вы понимаете различные характеристики каждого типа почвы и предотвратите возможные повреждения.

Существует несколько факторов, помимо удержания воды, о которых должны знать строители, поэтому очень важно получить мнение эксперта.

Обратитесь в URETEK за квалифицированным ремонтом фундамента в Хьюстоне

Надлежащее знание грунта и опыт работы с фундаментом жизненно важны для структурной целостности и безопасности здания. Если вы обеспокоены тем, что тип грунта, на котором вы строите, приводит к проблемам с фундаментом, URETEK Gulf Coast может помочь.

Свяжитесь с нашей специальной командой экспертов по ремонту фундамента в Хьюстоне сегодня для бесплатной оценки.

распространенных типов грунта для строительства фундамента на

Когда дело доходит до установки фундамента, одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются подрядчики, является строительство на различных типах грунта. Несмотря на кажущуюся безобидность, тип почвы потенциально может оказать существенное влияние на проекты по ремонту и установке фундамента. Каждый тип грунта имеет разные свойства, которые могут повлиять на то, как поддерживается фундамент здания.

Для подрядчиков и других компаний, занимающихся ремонтом фундаментов, знание типа грунта до начала проекта может сделать работу более эффективной, поскольку вы сможете определить наилучшее решение для установки фундамента.

Отчет о грунте — это один из способов определить тип грунта, над которым будет работать компания, помогая тем, кто работает в отрасли, лучше рассчитать несущую способность песка, а также глубину и состав других грунтов под начальным слоем. В этой статье мы собираемся кратко рассмотреть некоторые из распространенных типов почв, наиболее идентичных почвенным тестам.