Свойство грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Свойство грунтов

Глинистые грунты состоят из мельчайших частиц, крупностью менее 0,005 мм, которые имеют в основном чешуйчатую форму. Глины имеют большое количество тонких капилляров и большую удельную поверхность касания между частицами. Через капилляры вода заполняет все поры глины, образуя тонкие водно-коллоидные пленки, которые обволакивают частицы остова грунта. Созданное взаимное притяжение обеспечивает вязкость глинистого грунта. Поскольку поры глины в большинстве случаев заполнены водой, то при ее промерзании объем увеличивается и начинается процесс пучения. Глинистые грунты подвержены большему сжатию, чем песчаные, но под действием нагрузок скорость уплотнения у глин значительно меньше, чем у песков. Вследствие этого осадка зданий, основанием которых является глина, продолжается длительное время. Несущая способность глинистого основания в основном зависит от его влажности. Так несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень мала, сухая же глина способна выдерживать значительную нагрузку.

Ленточные глины (глинистые грунты с песчаными прослойками) подвержены быстрому разжижению и, в связи с этим, их несущая способность очень мала.

Грунты с органическими примесями , каковыми являются торф, ил, болотный торф, растительный грунт неоднородны по своему составу и очень рыхлые. Эти грунты отличаются значительной неравномерной сжимаемостью и непригодны в качестве естественных оснований.

Крупноблочные грунты представляют собой несвязанные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм: гравий, галька, щебень. Крупноблочные грунты являются хорошим основанием для строительства, если они не подвергаются размыванию и расстилаются плотным массивом.

Лесс относится к группе глинистых грунтов и представляет собой однородную, пористую, тонкозернистую породу желтовато-палевого цвета, с преобладанием пылеватых частиц. Отличительной особенностью лессов является наличие макропор - крупных, видимых глазом пор, которые имеют вид ячеек и вертикальных каналов, способствующих проникновению воды в грунт.

В результате отсутствия водостойкости в связях между частицами лесса они легко размокают при увлажнении и дают большие, неравномерные и быстронарастающие осадки, носящие просадочный характер, поэтому макропористые лессовые грунты являются просадочными. При возведении здания на лессовом основании необходимо оберегать лесс от замачивания.

Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке мест свалок, оврагов, прудов. Эти грунты обладают свойством неравномерной сжимаемости и, как правило, в качестве естественных оснований их использовать нельзя. Исключение составляют рефулированные насыпные грунты. Рефулирование - перекачка земленасосом - рефулкром разжиженного грунта по трубопроводу. Рефулированные насыпные грунты являются хорошим основанием.

Песчаные грунты состоят из частиц крупностью от 0,1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц пески дифференцируют на гравелистные, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые.

Сжимаемость плотного песка невелика, однако значительна скорость уплотнения под нагрузкой. Ввиду этого осадка зданий, построенных на песке, быстро прекращается. Пески гравелистные, крупные и средней крупности имеют значительную водонепроницаемость и поэтому при замерзании не вспучиваются. Частицы грунта крупностью от 0,05 до 0,005 мм называют пылеватыми. Если в песке содержится пылеватых частиц от 15 до 50%, то такие пески относят к категориям пылеватых. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым. Наличие в грунте пылеватых частиц ухудшает его строительные качества и снижает его несущую способность. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может воспринять. Песок, залегающий слоем равномерной плотности и достаточной мощности, если он не подвергается размывающему действию текучих вод, представляет собой хорошее основание для зданий.

Скальные грунты залегают в виде сплошного массива: песчаники, кварциты, граниты. Они водоустойчивы, несжимаемы и при отсутствии пустот и трещин являются наиболее надежными и прочными основаниями. Скальные грунты, залегающие в виде трещиноватых слоев, образующих подобие сухой кладки, менее прочны.

Суглинки и супеси представляют собой смесь глины, песка и пылеватых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30 % глинистых частиц и от 3 до 10 % супеси. По своим свойствам эти грунты занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами.

Плывуны - некоторые разновидности супесей и других мелкозернистых грунтов, разжиженные водой, становятся настолько подвижными, что текут подобно жидкости. Вследствие своей подвижности и незначительной несущей способности плывуны мало пригодны для использования в качестве оснований.

Плотность грунта -- это масса 1 м3 грунта в естественном состоянии, т. е. в плотном теле. От плотности и силы сцепления частиц грунта между собой зависит производительность строительных машин. Плотность различных видов грунта изменяется в значительных пределах. Так, плотность илистых грунтов в среднем составляет 0,6 т/м3, песчаных грунтов - 1,6... 1,7 т/м3, скальных грунтов - 2,6...3,3 т/м3.

Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Так, сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,03...0,05 МПа, для глинистых -0,05...0,3 МПа.

Разрыхляемость. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Со временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхления грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением. Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления

Для ускорения уплотнения грунтов, отсыпанных в насыпь, применяют искусственное уплотнение катками, трамбованием, вибрацией, а для песчаных грунтов удобнее активный пролив водой.

Липкость - способность грунта при определенной его влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая прилипаемость грунта усложняет выгрузку грунта из ковша механизма или кузова, условия работы транспорта и др. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин липкость достигает 0,05 МПа).

Классификация и строительные свойства грунтов

По своему строению грунты можно разделить на сцементированные и несцементированные.

Скальные (сцементированные) грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и другими механизмами. Скелет несцементированных грунтов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь, суглинок, глина (табл. 1).

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называют тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки - легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.

Таблица 1: Параметры и классификация грунтов

* прочерк означает, что параметр не нормируется.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию и трудоемкость их разработки, относятся плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию, водоудерживающая способность.

Плотностью называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность несцементированных грунтов 1,2...2,1m/м3 , скальных - до 3,3m/м3.

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта, выражается в процентах. При влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % - сухими. Чем выше влажность грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Исключение составляет глина - сухую глину разрабатывать труднее. Однако при значительной влажности у глинистых грунтов появляется липкость, которая усложняет их разработку.

Сцепление - сопротивление грунта сдвигу. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 3... 50 кПа, для глинистых - 5...200 кПа.

При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной, так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а последней - самые трудно разрабатываемые.

Грунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального рыхления Кp, который представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т.д.

Однако грунт длительное время не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Кop.

Степень первоначального и остаточного разрыхления грунтов приведена в табл. 2. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению (рис.1)

H / A = l / m

т - коэффициент заложения.

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса б, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.

Рис.1. Крутизна откоса

Таблица 2: Показатели разрыхления грунтов

Нормативные значения крутизны откосов для временных земляных сооружений приведены в табл. 3. При глубине выемки более 5 м крутизна откосов устанавливается проектом. Откосы постоянных сооружений делаются более пологими, чем откосы временных сооружений, и бывают не менее, чем 1:1,5.

Водоудерживающая способность или сопротивляемость грунта прониканию воды очень высока у глинистых грунтов и низка у песчаных. По этой причине последние называются дренирующими, т.е. хорошо пропускающими воду, а первые - недренирующими.

Дренирующая способность грунтов характеризуется коэффициентом фильтрации К, равным 1...150м/сут.

грунт разрыхление земляной песок

Таблица 3: Крутизна откосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Размещено на Allbest.ru