Характеристики мелкого пылеватого песка средней плотности
Пылеватый песок как строительный материал используется для приготовления растворов. Наличие примесей, размерность зерен и состав фракции регламентируется нормами.
Общая характеристика типов материала
Пылеватый тип пескаПесок представляет собой обломочную осадочную рыхлую породу, в которой содержатся песчаные зерна и частицы. Очень часто его состав формируется за счет кварца. Искусственные фракции могут получать путем механического дробления гранитов, известняков, шлаков, пемзы.
В зависимости от условий образования и накопления различают такие виды:
- речной песок – отличается высокой степенью очистки и отсутствием глинистого материала, добывается из русел рек и применяется в строительстве;
- карьерный мытый песок – добывается карьерным способом при разработке залежей древних механических отложений водных бассейнов;
- карьерный сеяный песок, как и предыдущий тип, извлекается путем расчистки слоя рыхлой породы с последующим отсевом с использованием сит разного диаметра;
- морской песок – добывают со дна при помощи гидравлических насосов;
- строительный песок – сыпучий материал с зернами до 5 мм, образованный в результате разрушения горных пород, и полученный при разработке месторождений строительного материала с использованием специального оборудования.
Каждый вид песчаных отложений отличается формой зерен и степенью их механической обработки в результате воздействия воды и ветра. В природе существует желтый, серый, коричневый, черный песок, что определяется наличием примесей химических элементов.
По форме частиц можно определить тип водного бассейна (река, озеро, море) или эоловые образования. Искусственная фракция отличается остроугольной формой из-за механического дробления породы и отсутствием последующей обработки в естественных условиях.
Характеристики сыпучего строительного сырья, его классификация по размерам зерен, регламентируются ГОСТом. Согласно документу, различают виды грунтов, определяют их роль, свойства и параметры.
В зависимости от зернового состава фракции и содержания глинистых и пылевидных частиц различают 2 класса материала, которые подразделяются на группы. Каждую из них характеризует модуль крупности, измеряющийся в миллиметрах.
Для каждой группы устанавливаются нормы содержания зерен определенного размера. Например, песок пылеватый содержит по массе 75% частиц, размером больше 0,10 мм.
Чем меньше размер зерен и однороднее состав, тем плотнее материал. Крупный и среднезернистый песок используют для изготовления бетона, а мелкий – для приготовления смесей и растворов.
Плотность строительного материала
Для характеристики сыпучей фракции используется показатель, определяющий плотность песка. Он вычисляется как отношение массы зерен к занимаемому ими объему, включая поры и пустоты.
Контрольный показатель измеряется специальным прибором. В лабораторных условиях рассчитываются стандартные параметры для каждого вида сыпучего материала с использованием специального оборудования и технологии проведения замеров.
Показатель средней плотности материала определяется как среднее арифметическое значение для нескольких проб. Плотность промытого песка составляет не более 1,6 т/м³. Если фракция содержит камни и глину, то показатель средней плотности может составлять 1,8 т/м³.
Насыпная плотность для разных видов песчаного материала:
- сухой песок – 1,2-1,7 т/м³;
- речной – 1,5-1,59 т/м³;
- извлеченный материал со дна реки намывным способом – 1,65 т/м³;
- строительный песок для отделочных работ и сухой уплотненный – 1,68 т/м³;
- карьерный – 1,5 т/м³;
- кварцевый – 1,4-1,7 т/м³;
- карьерный мелкозернистый- 1,7-1,8 т/м³.
Влажность материала, плотность, наличие пустот – основные параметры, характеризующие компонент для приготовления бетонной смеси. Эти величины взаимосвязаны и влияют на физические свойства песчаного материала.
На практике различают такие виды плотности материала:
- истинная плотность песка – это соотношение веса к объему, является постоянной величиной и не может меняться без изменения химического состава и молекулярной структуры материала.
- насыпная плотность – определяет вес материала в неуплотненном, увлажненном состоянии непосредственно при добыче.
Показатель средней плотности материала используется при формировании бетонных растворов, для расчета количества или весовой доли дополнительных связующих компонентов.
Для определения показателя плотности материала с помощью подручных средств берут ведро и заполняют его песком с высоты 10 м. Сыпать нужно до образования горки, которую можно срезать в уровень наполненного ведра.
Полученное количество материала взвешивают и проводят расчет. Для точности можно провести эксперимент дважды, и рассчитать усредненный показатель.
На практике иногда выкапывают шурф, и определяют плотность залегающих пород. Более точным методом является радиометрический способ, основанный на применении радиоактивных излучений.
Песчаные грунты
Песчаный тип грунтаЗакладка фундаментов зданий, бурение скважин тесно связаны с изучением геологического строения и состава грунтов. Эта необходимость обусловлена надежностью и перспективой проведения работ.
В отличие от глинистых почв, песчаные грунты имеют низшую пористость и практически не удерживают влагу. Большой размер пор не позволяет частицам песка связываться между собой.
Увлажненный песок только временно может удерживать форму, но при малейшем механическом воздействии теряет ее. Главной характеристикой песчаного грунта является ее несущая способность, показывающая степень нагрузки на единицу площади.
Она зависит от уплотнения и содержания влаги. Чем больше в нем содержится воды, тем он слабее, а чем сильнее уплотнен, то может выдержать большую нагрузку.
Среди всех типов песчаных грунтов наилучшим для основания является крупный и гравелистый песок, который не меняет свойства при насыщении влагой. Пылеватая фракция по размерности зерен приближается к глинистому грунту, прочность которого падает при увлажнении.
Песчаный слой содержит линзы воды, потому что единого горизонта в песке не существует. Вода в скважине находится относительно не глубоко, но единственным минусом песчаного горизонта является не постоянный дебит.
Для обеспечения уровня водного зеркала скважину оборудуют трубой и устанавливают фильтр для предотвращения попадания мелких частиц песка в насос. При необходимости проводится его чистка.
Фундамент на песчаном грунте, какой фундамент построить на песчаном грунте — Стройфора
фундамент на песчаном грунте возводится часто. Песчаный грунт, на котором предполагается возводить фундамент, можно классифицировать по многим признакам. Для выбора наиболее подходящего типа фундамента на песчаном грунте важны технические параметры песков по модулю крупности:
- Крупные — с зернами от 2,5 до 3,5 мм
- Средние — с зернами от 2 до 2,5 мм
- Мелкие — с зернами о 1,5 до 2 мм
- Пылеватые – структура очень тонкая, напоминает пыль. Размеры зерен от 0,05 до 0,14 мм. Пылеватые пески классифицируют: маловлажные, влажные, водонасыщенные.
Виды песчаного грунта для основания под фундамент
Крупнозернистые и среднезернистые пески – отличное основание для фундамента, тип которого можно выбирать любой. Хорошие дренажные свойства, малая пучинистость и вследствие этого, отсутствие значительных сезонных подвижек.
Мелкие и пылеватые пески ведут себя иначе – не пропускают, а впитывают и задерживают воду, образуя, просто говоря, грязь. Замерзая, эта грязь сильно увеличивает свой объем, из-за большого количества воды – типичное морозное пучение. Пылеватые пески – сильнопучинистое основание, и при выборе и расчетах фундаментов и дренажных систем нужно брать во внимание это обстоятельство.
Еще один возможный фактор, усложняющий строительство на мелких пылеватых песках и супесях – это их тенденция при высоком уровне грунтовой воды, а иногда и близости водоносного пласта, переходить в плывунное состояние. Плывун – серьезное обстоятельство, а в ряде случаев он может стать опасным. Геологическое обследование грунтов участка – лучшее решение, особенно если грунт – пылеватые пески, супеси и суглинки, а вблизи имеются заболоченные места, или есть/был водоем, даже совсем небольшой. Случайное вскрытие плывуна при земляных работах может привести к авариям на подземных инженерных коммуникациях и деформациям разной степени тяжести близкорасположенных строений.
Точное расположение и мощность (толщину слоя) плывуна выяснять необходимо. Если плывун находится близко от УГВ, возможно устройство свайно – винтового фундамента.
Фундамент на крупно- и среднезернистых песках
Случай несложный, и подойдет любой тип фундамента. Если грунтовые воды проходят низко, на глубине 1,80 м и более, оптимален фундамент-лента, столбчатый, или их комбинации. Монолитная армированная мелкозаглубленная лента (МЗЛФ) или фундамент из сборных бетонных блоков ФБС подходят для домов из камня, кирпича и блоков в несколько этажей и с подвальным помещением. Для более легких каркасных домов, или одноэтажных построек из легкобетонных блоков и бруса, достаточным будет опорно-столбчатый фундамент, кирпичный или блочный.
Перед началом строительства всегда производят планировку площадки и убирают весь мусор, а затем делают срезку растительного слоя грунта, на глубину около 20 см.
Столбчатый фундамент не требует сложной технологии. материалы – возможен бетон, бутобетон, пескобетон, блоки. Применение фундаментных блоков размера 200*200*400 мм позволяет выполнять работы своими руками, без привлечения техники. При использовании кирпича для кладки опорных столбов следует помнить, что силикатный кирпич и красный кирпич с низкими характеристиками морозостойкости для фундаментов недопустимы.
Начинают устройство фундамента с расчистки и разметки площадки. Опорные фундаментные столбы располагают в углах дома, на пересечениях несущих стен, то есть в точках с максимальной нагрузкой. План дома переносится на местность посредством монтажа стоек обноски, отметки точек забивкой колышков, по которым натягивают шнуры – оси, обозначенные на плане дома.
Ямы под опорные столбы копают строго по осям. Для монолитного варианта после устройства щебеночной или пескогравийной подушки устраивают рулонную гидроизоляцию, устанавливают опалубку и армокаркас, затем заливают бетон с уплотнением вибратором или штыковкой. По верху опор устраивают ростверк.
Для столбчатого варианта из кирпича или в блочном исполнении под столбы углубляют траншеи до 400 мм, и делают щебеночную подушку, чтоб исключить капиллярный подсос грунтовой воды. По подушке устраивают гидроизоляцию из рулонного материала. Кладку опорных столбов делают с обязательной перевязкой, габарит столбов и зависит от толщины будущих несущих стен. Готовую кладку обмазывают за два раза битумом или битумной мастикой. Вертикальную гидроизоляцию – отсечку выполняют рулонным материалом. Затем приступают к устройству стен.
Фундамент на мелких и пылеватых песках
Данные грунты относят к сложным, особенно при повышенной влажности на участке и высоком уровне грунтовых вод. Для данного основания требуется геологическое исследование участка, также нужен расчет фундамента.
При выборе фундамента ленточного типа нужно обеспечить условия для снижения действия силы морозного пучения. Эти силы действуют на подошву снизу, выталкивая фундамент из земли, и по касательным к стенам фундамента. Меры для уменьшения действия выталкивающих сил – увеличение площади подошвы, для этого фундамент устраивают с уширением в нижней части, или выбирают трапециевидное сечение. Гидроизоляция фундаментных стен из рулонного материала предотвращает прилипание мерзлого грунта к стенам, заставляет его скользить, ослабляя касательные нагрузки. Утеплить подземную часть фундамента также будет рационально для снижения действия сил сезонного пучения.
В случае выявления в основании слабых грунтов или плывуна, фундамент усиливают сваями, опирающимися на плотные несущие слои грунта. Уширение на концах свай обеспечит сопротивление силам выталкивания.
Последовательность устройства ленточного фундамента на сваях
При устройстве ленточного фундамента на сваях работы выполняются в следующей последовательности:
- Первый этап – подготовительный. Планировка, расчистка участка и срезка слоя растительного грунта. Затем разметка и подготовка котлована. Для песчаных грунтов уклон стен котлована устраивают под 45 град, а щиты опалубки ставят на всю высоту. Щиты раскрепляют раскосами и стяжками.
- В точках максимальных нагрузок, в соответствии с расчетом, выполняют скважины для свай до слоя несущего грунта. Основные точки – углы здания, пересечения и примыкания несущих стен. Остальные точки расположения свай определяют индивидуально, по нагрузкам и плану дома.
- Если имеется плывун, для свай применяют асбоцементные трубы. Трубы опускают в скважины и устанавливают, выверяя вертикальность уровнем, затем раскрепляют, фиксируя подкосами или упорами. По высоте трубы выбираются так, чтобы их можно было выставить выше дна траншеи. Если заполнения скважин водой не происходит, возможно выполнить армированные бетонные сваи.
- Бетонирование свай выполняется частями, после заливки на первую треть высоты трубы ее немного поднимают, при этом бетон внизу сваи образует опорную пятку-уширение. Затем трубу заново выравнивают по вертикали, устанавливают в нее армокаркас из трех-четырех стержней с поперечным армированием из проволоки или хомутов. Выпуски должны быть оставлены с учетом того, чтобы длины стержней хватило для отгиба и обвязки с нижним ярусом армокаркаса фундаментной ленты. После установки армокаркаса заполняют трубу бетонной смесью до верха.
- Подушку под ленты выполняют из крупного песка или щебня мелкой фракции, затем делают гидроизоляцию из рулонного материала. Армирование ленты состоит из двух плоских каркасов, верхнего и нижнего, соединенных в пространственный каркас поперечными стержнями. Для продольных рабочих стержней используют только арматуру периодического профиля, для поперечной возможна гладкая. Сборка способом вязки предпочтительна. Все углы ленты армируются с элементами усиления, жесткий цельный армокаркас – основное условие обеспечения ленте несущей способности.
- Бетонирование должно быть выполнено в один прием, вертикальные стыки, или холодные швы, допускать нельзя, так как они снижают прочность конструкции. Бетонную смесь заливают, уплотняют и укрывают от дождя и солнца. Уход за бетоном ведут по стандартной технологии.
- После схватывания бетона делают рулонную вертикальную гидроизоляцию и утепление плитными утеплителями или напыляемым пенополиуретаном. Если грунты влажные, дренаж обязателен. Обратная засыпка выполняется песком или пескогравием. Отмостку нужно выполнять сразу, и выбирать ее ширину не менее одного метра, для защиты фундамента от атмосферной воды.
Виды грунта для строительства и их особенности
Если у вас имеется проект строительных работ, и вы начинаете возведение фундамента, то перед этим необходимо убедится на каком грунте будет стоят ваша строительная конструкция.
Здесь всё зависит от прочности основания, чем прочнее грунт, тем дольше будет стоять ваше сооружение. Основа, грунта под сооружением бывает, как естественная, так и искусственная.
Естественное основание — это когда без подсыпок закладывается фундамент и ни, чем не укрепляя. При искусственном основании производится подсыпка того же песка.
Часто встречающие грунты при возведение фундамента
Для хорошей устойчивости здания лучше, когда однородный грунт, он равномерно усаживается. Неплохо подходят под фундамент, скальные грунты (они же монолитные породы), не деформируются под воздействием внешних причин ( например подземные воды) и погодных условий. Также хорошо себя зарекомендовали крупнообломочные грунты (щебень, галька, гравий) на них тоже практически не действует деформация. Закладка фундамента на таких видах грунта, производится на глубине 0,5м, здесь не зависит глубина промерзания.
Песчаные виды грунта не сложно разрабатываются, неплохая пропускная способность воды, но при этом дают уплотнение под нагрузкой и иногда промерзают. Закладка фундамента на них производится на глубине 50-70см. Песчаные грунты делятся на гравелистые, крупные, грунты средней крупности и пылеватые. Чем чище песок от разных примесей и крупнее, тем нагрузка переносимая становится больше.
Глинистые виды грунта, имеют свойства сжиматься вспучиваться и размываться, при этом замерзая. Если нахождение их происходит во влажной среде, значит фундамент необходимо закладывать на расчётной глубине. Этот вид грунта делится на суглинки и супеси, которые состоят из песка и глины. В состав суглинки входят 10-30% глинистых частиц, при этом супесь имеет 3-10%. Они являются промежуточным слоем между глиной и песком. Также к суглинкам относится лесс, который при большом количестве влаге имеет свойства сжиматься. Из этого следует вывод, что глубина фундамента во влажных грунтах, должна быть больше. А вообще глубина и размер фундамента зависит от вида грунта, глубины промерзания, а также уровня грунтовых вод.
Необходимо знать, что глинистые грунты, которые состоят из глины и песка с примесями глинистых частиц называются плывунами. Этот вид грунты очень подвижен, а значит не подойдёт в качестве естественного основания.
Глубина закладки фундамента для плывуна, зависит от уровня грунтовых вод, глубины промерзания, применяемых для конкретной местности. Если глубина промерзания, выше уровня грунтовых вод на 2 метра, тогда почва имеет низкую влажность, из этого следует, что глубина фундамента может начинаться с 0,6 м. Во время определения уровня грунтовых вод, необходимо знать, что в летней и весенний период, он будет выше, а конец осени и зиму пониженным.
Определение вида грунта при устройстве фундамента очень важный аспект для будущего строительства. Для этого можно сделать пробы грунта и узнать результаты местных геологических изысканий. Есть возможность узнать методом наблюдения виды грунта, где вы собрались возводить фундамент.
Например: на сухих почвах произрастают ромашки, а произрастание цветов болотной калужницы, говорит о текучих подземных водах. Где заболоченная местность растёт иван-чай. На глинистой почве, обильно растут лопухи. А если растут такие влаголюбивые растения, как осока и мать и мачеха, то это говорит о высоком состоянии грунтовых вод, которые могут находится на пол метра.
Основные особенности видов грунта
Глина в сухом состояние – твёрдая, во влажном — пластичная и липкая, в которой не наблюдается отдельных песчинок.
Суглинок – в сухом состоянии не такая твёрдая, как глина смесь, во влажном состоянии низкая пластичность и липкость.
Супесь— сама по себе не пластична, в состав её входят песчаные частицы. Комочки супеси пальцами давятся легко, во влажном виде рассыпается при небольшом давлении.
Песок пылеватый – это по большой части пыль, зерновая структура практически не видна. Крупный песок состоит из зёрен размером гречневой крупы.
Лессовые грунты – разновидность глины при смачивании водой уплотняются и дают просадку, чем негативно сказывается при постройки зданий. Также не рекомендуется делать фундамент на насыпных и растительных грунтах.
Самые надёжные виды грунта являются — скальные, гравелистые, крупнообломочные.
К ненадёжным видам грунта относятся – пески мелкие, с примесями, которые насыщенные водой.
Теперь, как видим, виды грунта играют немало важную роль при возведении здания. И при закладки фундамента не поленитесь узнать, на каком грунте вы будете строить дом.
Грунты и фундаменты. Типы грунтов, свойства грунтов. Песчаные грунты — Стройфора
Для выбора фундамента необходимо знать, что за грунты слагают основание участка, какая у них несущая способность и свойства – просадка, пучинистость, возможность плывуна под верхними слоями грунта. Все это и еще – все, что возможно, о грунтовой воде, ее высоте, агрессивности к бетону, напорная она или более выражена как фильтрационная, как меняется по сезонам. Для получения полной информации нужны исследование – геологические и гидрологические.
Механические свойства грунта верхнего слоя можно определить и своими руками, и хозяева участков отлично знают свои грунты. Способы определения свойств по морфологии образца грунта несложные.
Песчаные грунты, их состав и свойства
Пески – это мелкодисперсные грунты, состоящие главным образом из частиц размерами от 0,25 мм до 2 мм. Это наиболее часто встречающиеся пески на планете. Чтобы рассмотреть песчинки, микроскоп не нужен, и на первый взгляд, они все одинаковы. Но это не так, пески из различных мест и их свойства очень сильно отличаются. В пустынных песках, иногда на речном и морском берегу, песок состоит из окатанных, сглаженных и округлых частиц. Нередко встречаются практически идеальные «шары».
У подножий горных склонов песок будет совершенно другой – песчинки неокатанные, остроребристые, «колючие», с четкими очертаниями кристаллов. В песочке с пляжа вероятнее всего можно будет увидеть в микроскоп и слабоокатанные и кристаллические зерна.
Основной минерал в составе песков – кварц, материал исключительной твердости и прочности. Полевой шпат и слюда в составе песков имеет меньший процент. Состав песка обусловлен его образованием. Скальные грунты – граниты, гнейсы и др. выветриваются в результате многовековых колебаний температур, солнечной радиации, мороза, ветра, прорастания корней растений, воды и влаги и еще многих природных факторов.
Наиболее стойкий минерал – кварц, и в результате миллионов лет геологических процессов и выветривания кварц остается основным составом песков, но даже кварц разрушает всесильное время. Поверхность кварцевых песчинок покрывается слоем силикатов или глинистых минералов. При миграциях с дождями, ветрами, в реках и т.п, попадая на морское дно, песок за тысячи лет превращается в песчаник, затем опять выветривается, и процессы эти бесконечны.
К чему все эти сказки? Да просто к тому, что недостаточно определить свой грунт на своем участке – это песок. У песков очень большой диапазон свойств! И поведут себя пески различной крупности и рыхлости под фундаментами и в дренажных подушках очень по-разному.
Песок имеет особые свойства, невозможные для других грунтов. Форма и размеры песчинок при отсыпке слоев обуславливает их рыхлую, «воздушную» укладку. Плотным слой песка станет только если применить вибрационное воздействие и уплотнить его механически. Песчинки укладываются компактно, слой становится значительно тоньше – может «сесть» на четверть высоты и более и приобретает несущие качества.
Также можно уплотнить песок, пропуская через него воду. Песчинки мгновенно перераспределяются, «переориентируются» в водной массе и образуют плотный массив. Они упаковываются компактно и плотно, в результате активная пористость песка снижается. Это явление известно всем, кто ходил по пляжу, иногда по песочку возле прибоя можно бегать, как по асфальту.
Прием уплотнения песков способом пропускания через него воды в строительстве применяется редко. В некоторых случаях нормы прямо запрещают уплотнение проливкой, одна из причин – большое количество воды размывает нижележащие грунты, может нарушить их структуру на участке под будущей конструкцией, и в результате снизить их несущую способность. Еще у песка есть «неприятное» свойство, хорошо знакомое строителям, да и дачникам тоже – песок способен с водой просачиваться сквозь слои даже плотных глин и при этом утягивать часть глины с собой. Особенно этим отличаются речные пески. В конструкциях пирогов отсыпок, отмосток и пр. эти свойства песка и глин обязательно учитывают.
Слагать основание участка могут как плотные, так и рыхлые пески, и разница для выбора фундамента огромная. Зачастую для усиления оснований приходится применять меры – уплотнение не только механическое, но и различные виды цементаций, силикатизаций и многие другие. Притчи и выражения вида «построить домик на песке» относятся именно к рыхлым сухим песчаным грунтам. Строить на этих грунтах – рискованно.
Песчаные грунты разнообразны по составу, их свойства зависят от условий образования, климатических условий местности и от минералогического состава, от вида горных пород, которые в составе песка. Пески делят на следующие виды – гравелистый, крупный, средней крупности и мелкий, причем в одном отложении песок может быть всех видов сразу. Минералы, входящие в состав песка — до 70% кварца, до 8% полевых шпатов, до 3% кальцита, соли и железо. Чаще всего встречаются песок кварцевый и кварцево-полевошпатовый.
Классифицируют пески по ГОСТу, исходя из размера зерен и процента содержания частиц разного размера в массе пробы, то есть по гранулометрическому составу:
- Пески гравелистые. По содержанию – более 25% частиц размером более 2мм
- Пески крупные. По содержанию – более 50% частиц размером более 0,5 мм
- Пески средней крупности, или средние. По содержанию – более 50% частиц размером более 0,25 мм
- Пески мелкие. По содержанию – более и равное 75 % по массе число частиц размером более 0,1 мм
- Пески пылеватые. По содержанию – до 75% частиц более 0,1 мм
По плотности и несущей способности песчаные грунты подразделяют на пески плотной и средней плотности. Плотные пески, как правило, расположены глубже 1,5 м, и спрессовались под давлением от расположенных выше слоев грунта. Такие пески являются хорошим основанием для фундаментов.
Пески средней плотности – те, что находятся на глубине до 1,5 или отсыпаны и уплотнялись искусственно. Эти пески имеют несущую способность похуже, и подвержены значительной осадке под фундаментом.
Понятна взаимосвязь между плотностью и несущей способностью песчаных грунтов. Для гравелистых песков средней плотности предел нагрузки до 5 кгс/см2, у плотных – больше 6 кгс/см2. Средние пески плотные имеют предел несущей способности до 4-5 кгс/см2, среднеплотные – до 3-4 кгс/см2. Мелкие пылеватые пески в плотном состоянии максимально несут нагрузку в 3кгс/см2, при средней плотности – до 2кгс/см2. Водонасыщенные пески резко снижают свою несущую способность до 2 кгс/см2.
Эта особенность песчаных грунтов связана с их способностью резко терять прочность и переходить в «текучее» состояние при насыщении водой и вибрациях. На крайнем полюсе этого явления – зыбучие пески. Разжижение водонасыщенных песков связано с процессами разрушения их структуры при заводнении, а затем новом уплотнении и уменьшении прочности. Причем в текучее состояние переходят не только пески пылеватые, имеющие в составе тонкие глинистые частицы и коллоидные примеси, увеличивающие тиксотропию (разжижение при механическом воздействии). Неожиданно потерять прочность могут и слои чистых крупных песков.
Характеристики прочности связаны с другой характеристикой песка – пористостью. Пористость – это отношение воздушных пор в объеме грунта к его общему объему, и измеряется в процентах. У гранита и базальта пористость составляет десятые доли процента, у глин – до 80%. У песков пористость меньше, чем у глин – 30-38%, у крупных гравелистых песков до 50%, но пески в отличие от глин отлично пропускают воду, являются дренирующими грунтами. А глины, имея пористость от 35 до 80%, практически водонепроницаемые. Объяснение – в структуре грунтов. У песка поры крупные, до 0,01 мм, так как частицы песка имеют размеры от 0,1 до 2,5 мм, а глинистые грунты содержат тонкие частицы от 0,0001 до 0,005 мм и менее, и поэтому имеют тонкопористую структуру, где вода начинает испытывать силы капиллярного притяжения. Тонкие поры глин воду не пропускают и делают слой уплотненной глины отличным водоупором, несмотря на высокий процент пористости. Пески, особенно гравелистые, фильтруют воду с большой скоростью, это отлично видно при дожде, когда участок сложен крупными песками. Луж не будет даже после ливня.
Другое дело – если грунт сжать. Крупные поры песков разрушатся очень быстро, а тонкие поры глин могут сохраняться долгое время при нагружении грунта. Поры размером более 0,01 мм называют активными, а структуры грунтов оценивают еще одной важной характеристикой – активной пористостью.
На прочность слоя песчаного грунта в основании участка их пористость влияет в огромной степени, причем абсолютно по-разному на крупные и мелкие пылеватые пески. Вода уходит через поры крупных песков, а нагрузки воспринимает скелет грунта. Поэтому песок с низкой пористостью влагу держит плохо, и практически не подвержен морозному пучению. Чем меньше влажность песка и выше его плотность, тем больше несущая способность данного основания.
Самый лучший вид песчаного грунта для устройства фундамента – крупные и гравелистые пески. Фундамент можно выбирать практически любого типа, в зависимости от веса, архитектурного плана здания и нагрузок. Эти пески практически не насыщаются водой, а фильтруют ее без изменений своей структуры, и вода не может влиять на их плотность. Хороший дренаж – как следствие малая степень пучинистости, и в итоге — не будет подвижек грунта. Вследствие этого крупные и гравелистые пески отличаются наибольшей несущей способностью.
Мелкий и пылеватый песок отличаются тем, что воду не фильтруют, а впитывают и удерживают. Образуется, простыми словами, грязь, которая при замерзании значительно увеличивается в объеме, и происходит процесс под названием морозное пучение, способный вытолкнуть дом из земли, повредить дорожное покрытие и т. далее. Пылеватые пески – основание, склонное к сильному пучению, и этот фактор ограничивает выбор видов фундамента и требует расчета глубины заложения.
Фундаменты на гравелистых, крупных и средних песках можно устраивать ленточные или ленточно-столбчатые, заглубляя подошву на 30-70 см. Эти пески под действием нагрузок быстро уплотняются, мало промерзают, их поведение в основаниях довольно стабильно. В отличие от крупных, пылеватые мелкие пески зачастую испытывают просадку под фундаментами многие годы, отличаются невысокой прочностью и «держат», а не фильтруют воду. Если УГВ высокий, то фундамент на пылеватых песках следует закладывать ниже глубины промерзания грунта.
При необходимости строительства на мелких пылеватых песках необходимо особое внимание уделять связи их свойств с возможным высоким уровнем грунтовых вод. Одна из особенностей пылеватых песков с примесями глины – образовывать плывуны при насыщении водой. Если в основании участка мелкие и пылеватые пески, и близко есть (или был) водоем, болото или заболоченное место, исследование геологии участка – практичное решение.
Классификация грунтов | Все о ремонте и строительстве
Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).
- Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
- Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).
- Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.
Скальный грунт обладает достаточной несущей способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.
На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор. Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.
Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:
- минеральные — крупнообломочные и мелкообломочные грунты, пылеватые и глинистые грунты;
- органоминеральные — заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
- органические — торфы, сапропели.
Органика со временем имеют свойство разлагаться и переходить в другое состояние с уменьшением объема и плотности, поэтому строительные сооружения на органических и органоминеральных грунтах делают путем прохода сквозь толщу их наслоений конструкциями фундаментов либо замещением этих грунтов на минеральные. Поэтому в качестве оснований под фундаменты зданий и сооружений далее будем рассматривать первую группу дисперсионных грунтов — минеральные грунты.
Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим. Прежде чем перейти к дальнейшей классификации грунтов нужно оговорить, что будет называться песком, что пылью, а что гравием или щебнем.
По российскому стандарту (ГОСТ 12536) классификация названий элементов идет по размеру слагающих грунт частиц (рис. 4).
рис. 4. Слагающие грунт элементыОбратите внимание, что крупные обломки одинаковых размеров имеют разные названия. Если их грани окатаны, то это валуны, галька, гравий. Если не окатаны — глыбы, щебень, дресва.
Дальнейшая классификация грунтов зависит от преобладающих в нем частиц. В условиях реальной строительной площадки грунт может быть встречен в чистом виде и как смесь нескольких видов грунтов (рис. 5).
рис. 5. Классификация минерального дисперсионного грунтаКрупнообломочные частицы формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые очень хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).
Мелкообломочные частицы образуют песчаные грунты, которые хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, не набухают. За исключением мелких, пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от того, из каких минералов состоит песок (кварц, полевой шпат, глауконит) а от крупности.
Таблица 1
| Разновидность грунтов | Размер частиц d, мм | Содержание частиц, % по массе |
|---|---|---|
| Крупнообломочные | ||
| Валунный (при преобладании неокатанных частиц — глыбовый) | более 200 | более 50 |
| Галечниковый (при неокатанных гранях — щебенистый) | более 10 | более 50 |
| Гравийный (при неокатанных гранях — дресвяный) | более 2 | более 50 |
| Пески | ||
| Гравелистый | более 2 | более 25 |
| Крупный | более 0,50 | более 50 |
| Средней крупности | более 0,25 | более 50 |
| Мелкий | более 0,10 | 75 и более |
| Пылеватый | более 0,10 | менее 75 |
Пылеватые частицы (взвеси) — продукты механического и химического выветриваний. При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность. Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают (потеря устойчивости). Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.
Глинистые частицы (коллоиды) — чрезвычайно активны. По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.
Самые мелкие частицы (взвеси и коллоиды) являются определяющими в формировании строительных свойств грунтов, но пылеватые свойства хуже глинистых.
В зависимости от процентного содержания в глине песка глинистые грунты делятся на супесь, суглинок, глину.
Таблица 2
| Наименование грунтов | Содержание частиц | ||
|---|---|---|---|
| глинистых (менее 0,005 мм) | пылеватых (менее 0,005–0,25 мм) | песчаных (0,25–2 мм) | |
| Глина тяжелая | более 60% | ||
| Глина | 60–30% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Глина пылеватая | более 30% | больше, чем каждая из двух других фракций порознь | |
| Суглинок тяжелый | 30–20% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Суглинок тяжелый пылеватый | 30–20% | больше, чем фракция песчаных частиц | |
| Суглинок средний | 20–15% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Суглинок средний пылеватый | 20–15% | больше, чем фракция песчаных частиц | |
| Суглинок легкий | 15–10% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Суглинок легкий пылеватый | 15–10% | больше, чем фракция песчаных частиц | |
| Супесь тяжелая | 10–6% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Супесь тяжелая пылеватая | 10–6% | больше, чем фракция песчаных частиц | |
| Супесь легкая | 6–3% | больше, чем фракция пылеватых частиц | |
| Супесь легкая пылеватая | 6–3% | больше, чем фракция песчаных частиц | |
| Песок | менее 3% | менее 20% | |
| Песок пылеватый | менее 3% | 20–50% | |
| Пыль | менее 3% | более 50% | |
Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к его наименованию добавляют слово «пылеватый(ая)». Что говорит о возможности резкого снижения прочности и увеличению сжимаемости грунта при намокании, сильного пучения при промерзании, снижения прочностных характеристик при динамических воздействиях.
Глинистые грунты различного химического сотстава различаются своими свойствами по отношению к воде. Так, например, каолинитовые глинистые грунты (белые, светло-серые, серые, черные глины) и полимиктовые (бурые глины) при замачивании набухают мало, а бентониттовые (белые или светло-серые, с желтоватым или зеленоватым оттенком) — набухают очень сильно.
В естественном состоянии грунты находятся в разной степени влажности. Увеличение или уменьшение влажности грунтов изменяет связность частиц грунта. По мере увеличения влажности глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее. Песчаные — два: сыпучее и текучее. При намокании глинистые грунты ухудшают свои свойства медленно, оставляя некоторое время для спасения сооружений от аварии. В песках ухудшение свойств наступает мгновенно. По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку), а пески не изменяют своего объема. Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше. Сильновлажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую во времени осадку (вековая осадка), а пески деформируются сразу после приложения нагрузки. В течение строительного периода в песках происходит до 85–90% осадки, в глинистых грунтах — до 50%, а остальные доли в процессе эксплуатации. Песчаные грунты водопроницаемы во всех состояниях, а твердые и пластичные глинистые практически непроницаемы (пески — дренажи, глины — водоупор).
Таблица 3
| Разновидность грунтов | Размер песчаных частиц d, мм | Содержание песчаных частиц, % по массе |
|---|---|---|
| Супесь, число пластичности 1 ≤ Ip < 7 | ||
| Песчанистая | 2–0,05 | 50 и более |
| Пылеватая | 2–0,05 | не более 50 |
| Суглинок, число пластичности 7 ≤ Ip < 12 | ||
| Легкий песчанистый | 2–0,05 | 40 и более |
| Легкий пылеватый | 2–0,05 | не более 40 |
| Суглинок, число пластичности 12 ≤ Ip < 17 | ||
| Тяжелый песчанистый | 2–0,05 | 40 и более |
| Тяжелый пылеватый | 2–0,05 | не более 40 |
| Глина, число пластичности 17 ≤ Ip < 27 | ||
| Легкая песчанистая | 2–0,05 | 40 и более |
| Легкая пылеватая | 2–0,05 | не более 40 |
| Глина, число пластичности Ip ≥ 27 | ||
| Тяжелая | 2–0,05 | Не регламентируется |
Строительная классификация грунтов. Виды грунтов.
Нескальные грунтыНескальные грунты – это осадочные породы без жестких структурных связей. По крупности частиц и их содержанию делят на крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные и почвы. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, отличающие 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 на гравелистые 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. Набухающие грунты увеличиваются в объеме при увлажнении и уменьшаются в объеме при высыхании.
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 теряют 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 трёх 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 называют рефулированными насыпными грунтами. Они являются хорошим основанием для зданий.
Вы смотрели: Строительная классификация грунтов. Виды грунтов.
Поделиться ссылкой в социальных сетях
Оставить отзыв или комментарий
Супесь — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 ноября 2017; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 ноября 2017; проверки требует 1 правка.Су́песь — рыхлая горная порода или грунт, состоящая, главным образом, из песчаных и пылеватых частиц с добавлением около 3—10 % алевритовых, пелитовых или глинистых частиц. Число пластичности для супеси составляет от 1 до 7. Супесь менее пластична, чем суглинок. Жгут, скатанный из суглинка, не рассыпается, в отличие от жгута из супеси. Более глинистые супеси называются тяжёлыми, менее глинистые — лёгкими. В зависимости от содержания песчаных зёрен соответствующих размерностей и пылеватых частиц различают грубопесчаные, мелкопесчаные и пылеватые супеси.В супесях присутствуют глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит).
Минералогический состав супесей разнообразен. Песчаные и пылеватые супеси содержат кварц. Более глинистая супесь применяется в качестве сырья при производстве строительной керамики.
Термин супесь обычно применяют к породам континентального происхождения, а соответствующие им морские отложения относят к группе глинистых песков.
Термин супесь также применяется для обозначения гранулометрического состава почв в почвоведении. В классификации Н. А. Качинского к супесям относятся почвы с содержанием физической глины от 10 до 20 %. Однако имеются современные исследования[1], показывающие целесообразность разделения супесчаной почвы на лёгкую супесчаную (10-15 % физической глины) и тяжёлую супесчаную (15-20 %).
Усреднённое значение сопротивления грунта — 300 кПа.
Слово «супесь» — означает «близкое к песку, рядом с песком» и этимологически делится на две части следующим образом: «приставка» су-, родственный современным русским приставкам «с-» и «со-», а также корень «пес(ь)-(ок)». На современном русском языке данное слово могло бы звучать как *сопесок (как например сотоварищ, соратник, сотрудник)
Для сравнения можно привести в пример такие слова, как суглинок (почва, близкая к глине, но не глина), сумрак (состояние, близкое к темноте (мраку), почти мрак), сутолока (состояние, близкое к толкотне, тесноте (толоке), но ещё не теснота), судорога (состояние, близкое к дрожи, но ещё не сама дрожь).
- ↑ Муралев С. Г., Панин А. М. Гранулометрический состав почв. Агропроизводственное значение и оценка в сельскохозяйственном производстве. 2011. С. 108. ISBN 978-3-8473-1195-9