Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ

Кафедра: «Экология, почвоведение и агрохимия»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: Почвоведение и инженерная геология

Выполнил: студент 1 курса

Чевпило А.Р.

Проверил: Шелковкина Н.С

Благовещенск, 2016

Оглавление

2. Подзолистые почвы. Их строение, свойства, использование и распространение (на Дальнем Востоке)

Подзолистые почвы, дерново-подзолистые почвы, преобладающий тип почв в сев, части СССР. Обширная территория, протянувшаяся широкой полосой от зап, границ СССР до Тихого океана, носит название подзолистой или дерново-подзолистой зоны. На севере она граничит с тундровой зоной, на юге - с лесостепной зоной (см. карту к ст. Почва). Общая площадь дерново-подзолистой зоны ок. 7 млн. км², т. е. ок. 30% всей территории СССР. В эту площадь не включены черно лесные области Вост. Сибири и Дальнего Востока с преобладанием горн подзолистых почв. Для дерново-подзолистой зоны характерны след, природные условия: умеренно влажный климат (зона "достаточного увлажнения"), преобладание лесов со значительным распространением лугов (лесолуговая зона).

Для подзолистых почв под лесом типично след, строение почвенного профиля (расположение слоев - горизонтов в почвенном разрезе сверху вниз): А₀ - горизонт лесной подстилки; скопление на поверхности почвы отмерших растительных остатков (лесного опаду), находящихся в различных стадиях разложения. А₁ - дерновый, перегнойный горизонт серого цвета. По сравнению с материнской породой этот горизонт обеднён полуторными окислами и обогащён перегноем. А₂ - подзолистый горизонт светло-серого цвета, часто белёсый. Бесструктурный - мучнистый; часто несколько уплотнённый с тонко пластинчатым (листоватым) сложением. Характеризуется малым содержанием перегноя и глинистых частиц, обеднён полуторными окислами. В - горизонт вмывания (иллювиальный, рядковый). В суглинистых и глинистых почвах этот горизонт красновато-бурый (иногда палево-бурый) с бурыми и серыми глинистыми корочками по ходам и стенкам трещин; весь горизонт в целом обогащен, по сравнению с материнской породой, глинистыми частицами (обленен). В песчаных и супесчаных почвах иллювиальный горизонт (В) встречается двух видов: Железистый - красно-бурые железистые прожилки и прослойки, часто сцементированные - отрадны; в ряде случаев встречается сплошной железистый слой красно-бурого или буро-охристого цвета, иногда в виде плиты - сцементированный полуторными окислами - рудяк (ортштейн); Перегнойно-иллювиальный бурого цвета с повышенным содержанием перегноя, иногда сильно сцементированный (гумусовый ортштейн). С - материнская порода.

Переход между указанными генетическими горизонтами обычно нерезкий. В ряде случаев отчётливо выделяются переходные горизонты и под горизонты, напр. горизонт В₁ - переходный между подзолистым горизонтом и иллювиальным (или материнской породой). Этот горизонт часто отличается значительной обездоленностью; в почвенном разрезе на палево-буром фоне отчётливо выделяются белёсые ходы и прожилки.

В пахотных П. п. выделяется пахотный слой - A_n.

Строение типичного профиля нарушается в ряде случаев, в зависимости от условий почвообразования. Так, напр., в пахотных почвах, подвергшихся частичному смыву, подзолистый горизонт (А₂) отсутствует и пахотный слой сменяется горизонтом В. В ряде случаев не выражен горизонт вмывания (на водораздельных территориях).

Происхождение подзолистых почв.

Подзолообразовательный процесс наиболее ярко выражен под пологом сомкнутого леса. Для этих условий характерен нисходящий ток воды, обусловливающий вымывание растворимых соединений из верхних слоев. При разложении микроорганизмами (преимущественно грибами) продуктов опада лесной растительности, в горизонте лесной подстилки образуются органические (перегнойные) кислоты типа креновой кислоты. Сущность процесса оподзоливания заключается в том, что перегнойные кислоты воздействуют на ряд соединений, входящих в состав материнской породы; образующиеся в результате этого взаимодействия продукты выносятся из верхних горизонтов нисходящим током воды. Сначала растворяется и выносится углекислый кальций, а затем поглощённые основания (см. Поглотительная способность почвы). При взаимодействии перегнойных кислот с поглощённым кальцием образуются растворимые в воде кальциевые соли. Коллоидная часть (см. Коллоиды почвы) становится ненасыщенной основаниями. Почва приобретает сначала гидролитическую, а затем и обменную кислотность (см. Кислотность почвы).

В дальнейшем перегнойные кислоты воздействуют на труднорастворимые соединения железа и алюминия материнской породы. В результате железо и алюминий дают с перегнойными кислотами молекулярно-растворимые и коллоидно-растворимые соединения и выносятся из верхнего слоя. Формируется подзолистый горизонт. Вымытые из этого горизонта полуторные окислы откладываются в нижележащих слоях. Формируется горизонт вмывания (иллювиальный горизонт). Однако в ряде случаев полуторные окислы выносятся в более глубокие слои или даже в грунтовые воды. В результате подзолообразовательного процесса образуется типичная подзолистая почва.

Подзолообразовательный процесс в природе обычно чередуется с дерновым процессом или протекает одновременно с ним. Дерновый процесс развивается под покровом р-ней луговой травянистой формации, появляющихся при природном осветлении леса или после вырубки (луговая стадия дернового периода). Под влиянием травянистой растительности в верхнем слое почвы, где сосредоточена основная масса корней, происходит накопление перегноя и создаётся прочная комковатая структура. В результате формируется дерновый (перегнойный) горизонт и образуется дерново-подзолистая почва.

По мере дальнейшего развития дернового процесса в верхнем слое почвы накапливается органическое вещество и усиливаются восстановительные процессы (оголение). Луговая стадия дернового периода почвообразовательного процесса сменяется его болотной стадией. Дерново-подзолистые почвы переходят в дерново-подзолистые заболоченные почвы (подзолисто-глееватые), а в дальнейшем в торфяно-подзолисто-глеевые и болотные (торфяно-глеевые).

В различных частях территории дерного-подзолистой зоны почвообразовательный процесс протекает с неодинаковой скоростью и интенсивностью, в зависимости от условий почвообразования (климат, рельеф, материнские породы). Так, напр., на карбонатных породах подзолообразовательный процесс задерживается на первой стадии (растворение карбонатов); дерновый же процесс в этих условиях развивается более интенсивно. Это приводит к образованию "темноцветных" дерново-подзолистых почв слабо оподзоленных.

Значительное влияние на развитие почвообразовательного процесса дерново-подзолистой зоны оказывает рельеф. На водораздельных территориях преобладающее развитие имеет подзолистый период, сменяющийся дерновым в его болотной стадии (луговая же стадия б. ч. выпадает). Здесь распространены подзолы и торфяно-подзолистые почвы. Напротив, в нижних частях склона подзолообразовательный период быстрее сменяется дерновым в его луговой стадии. Здесь широко распространены дерново-подзолистые почвы различной степени заболоченности.

В результате распашки и окультуривания целинные П. п. претерпевают коренные изменения. Пахотный слой формируется в ряде случаев не только за счёт перегнойного горизонта целинной почвы, но и за счёт подзолистого горизонта. Свойства пахотного слоя определяются в значительной мере производственными воздействиями, их характером и интенсивностью. В результате применения комплекса агротехнических мероприятий (многолетние травы, известкование, органические и минеральные удобрения, глубокая обработка и т. п.) создаётся мощный структурный пахотный слой, со слабокислой реакцией, т. е. культурный пахотный слой, отличающийся высоким плодородием. Изменения свойств почвы, под влиянием агротехнических воздействий, происходят преимущественно в пахотном слое, подпахотные же слои П. п. сохраняют в значительной степени свои природные свойства.

Классификация подзолистых почв. Подразделение П. п. на виды (разности) проводится по механическому составу (табл.), по степени выраженности подзолообразовательного и дернового процессов, по степени культурности.

По степени выраженности дернового и подзолистого процессов выделяются 2 подтипа почв: 1) дерново-подзолистые, 2) подзолистые типичные. В пределах первого подтипа выделяются след, виды почв по степени их обездоленности: дерново-слабоподзолистые, дерново-среднеподзолистые, дерново-сильноподзолистые. Почвы второго подтипа разделяются на след, виды: слабоподзолистые, среднеподзолистые, сильноподзолистые, подзолы. При выделении указанных подтипов и видов учитывают следующее.

Дерново-подзолистые почвы имеют хорошо выраженный перегнойный (дерновый) горизонт. Подзолистые почвы отличаются маломощным перегнойным горизонтом, и у них почти непосредственно под слоем лесной подстилки или моховым покровом залегает подзолистый горизонт. В пределах указанных подтипов выделяются виды по степени оподзоленности. Слабоподзолистые почвы не имеют сплошного подзолистого горизонта; в переходном горизонте В1 признаки оподзоленности выражены нерезко. Средней подзолистые почвы отличаются наличием сплошного подзолистого горизонта, причём в случае дерново-среднеподзолистых почв дерновый горизонт превышает по мощности подзолистый. Сильноподзолистые почвы характеризуются интенсивно выраженным подзолистым горизонтом и резко выраженными признаками оподзоливания в нижележащем горизонте В1. У дерново-сильноподзолистых почв подзолистый горизонт б. ч. превышает перегнойный. В подзолах перегнойный горизонт практически отсутствует, а подзолистый горизонт выражен интенсивно (белёсый, мучнистый).

Для определения степени оподзоленности был сделан ряд попыток использовать более существенные показатели: степень выноса оснований из верхних горизонтов почвы, степень обеднения илистой фракцией и др. Однако эти показатели не получили достаточной апробации, и в практике почвенных обследований пользуются, гл. обр., морфологическими признаками.

При использовании рассмотренной выше классификации в отношении пахотных подзолистых почв необходимо учитывать особенности этих почв, связанные с агротехническими воздействиями. Для пахотных П. п. разделение на два подтипа (дерново-подзолистые и подзолистые) в большинстве случаев теряет смысл, т. к. все старопахотные окультуренные почвы имеют перегнойный (пахотный) горизонт, мощность и качество к-рого связаны с агротехническими воздействиями (глубина вспашки, применение органических удобрений и пр.). Старопахотные окультуренные почвы сокращённо называют подзолистыми, независимо от того, к какому подтипу ("дерново-подзолистые" или "подзолистые") они относились до распашки. Разделение старопахотных П. п. по степени оподзоленности недостаточно обосновано и имеет весьма условный характер. Приведённая выше классификация относится в основном к целинным почвам. Для пахотных почв соотношение мощности перегнойного и подзолистого горизонтов зависит от мощности пахотного горизонта, т. е. глубины обработки. Так, напр., сильноподзолистая почва с маломощным перегнойным горизонтом и хорошо выраженным подзолистым горизонтом, после освоения и окультуривания, резко изменяется. За счёт подзолистого горизонта создаётся перегнойный (пахотный) горизонт. Почва приобретает внешний вид слабоподзолистой почвы, отличаясь от действительно слабоподзолистой почвы по своему происхождению и свойствам.

Подзолистые смытые почвы залегают на покатых и крутых склонах, вершинах увалов и холмов, а также в ложбинах-промоинах. Они характеризуются укороченным (в результате смыва) почвенным профилем. Под пахотным горизонтом залегает переходный В1 или иллювиальный горизонт, а подзолистый горизонт отсутствует. При пахоте обычно захватывается горизонт В, пахотный горизонт приобретает коричневатый, а при сильном смыве красно-бурый цвет.

Подзолистые почвы временного избыточного увлажнения залегают б. ч. на выровненных площадях, а также в неглубоких западинах. Площади этих почв бывают более продолжительное время (по сравнению с "нормальными") переувлажнены ранней весной и поздней осенью, а в дождливые годы и среди лета. В сухие же периоды эти площади отличаются недостаточным увлажнением. Рассматриваемые почвы, являясь переходными к подзолисто-глееватым почвам, отличаются след, признаками: наличием большого количества сизовато-серых корочек в горизонте В; значительным количеством железисто-марганцевых бобровин (ортштейнов зёрен) в подзолистом и пахотном горизонтах.

По степени окультуренности выделяются разности П. п., связанные с характером и интенсивностью агротехнических воздействий. Если два участка, до освоения не отличавшиеся между собой по почвенному покрову, подвергаются на протяжении ряда лет различным агротехническим воздействиям, то с течением времени создаются почвы различного плодородия, различной степени окультуренности. В подзолистой зоне весьма распространены такие случаи, когда различные площади неодинаково унаваживались на протяжении ряда лет. В результате создались след, разности П. п. по унавоженности: слабоунавоженные, удобрявшиеся мало и нерегулярно; среднеунавоженные, сильноунавоженные, удобрявшиеся систематически и интенсивно. Эти "культурные варианты" П. п. отличаются рядом производственно важных свойств (кислотностью, подвижностью питательных веществ, физ. свойствами) и плодородием. В качестве одного из показателей при выделении разностей П. п. по унавоженной используют данные по содержанию в почве легкорастворимых фосфатов. При повышении "степени унавоженной" количество фосфора, растворимого в кислотах (напр., в 0,2 н. НС1), увеличивается, т. к. вместе с навозом вносятся в почву фосфаты, к-рае в той или иной мере закрепляются почвой и м. б. извлечены из неё кислотными вытяжками. Др. варианты окультуренной создаются в том случае, если участки систематически подвергаются воздействию агротехнических мероприятий различного характера (культура многолетних трав, известкование, глубокая обработка и т. п.).

Характеристика подзолистых почв (преимущественно пахотных). Верхние горизонты подзолистых почв (пахотный, подзолистый) характеризуются низким содержанием ила (<0,001 мм) и коллоидных частиц. В пахотных горизонтах суглинистых П. п. содержится 8 - 15% ила; в переходном и в особенности в иллювиальном горизонте содержание ила резко повышается, достигая в ряде случаев 30% и больше. Наименьшее количество ила содержится в песчаных П." п.: в пахотном горизонте 1 - 3%, в подпахотных часто меньше 1%.

Перегной (гумус). Общее содержание в пахотных горизонтах суглинистых и глинистых почв 1,5 - 3%; в подзолистом горизонте 0,3 - 0,8%; в горизонте В - 0,2 - 0,4%. В пахотном слое супесчаных П. п. перегноя содержится 1 - 2%, а в песчаных 0,5 - 1,5%. В отличие от чернозёмов, в составе перегноя П. п. крановые и апокриновые кислоты (сульфокислоты) преобладают над гуминовыми.

Азот. Общее содержание азота в пахотных горизонтах песчаных и супесчаных П. п. 0,03 - 0,08%, а в суглинистых и глинистых 0,08 - 0,15%. При паровании в суглинистых средне- и сильно унавоженных П. п. может накапливаться значительное количество нитратного азота - 20 - 30 мг на 1 кг почвы. Супесчаные и песчаные П. п. отличаются меньшей способностью мобилизовать азот; нитраты из этих почв могут вымываться в заметных количествах. По данным полевых опытов, азотные удобрения дают высокие прибавки урожая при внесении под многие культуры.

Фосфор. Общее содержание Р₂О₅ колеблется в песчаных и супесчаных почвах от 0,03 до 0,07%, а в средних и тяжелосуглинистых - от 0,10 до 0,16% (пахотный слой). Значительную часть составляет фосфор органических соединений (30 - 50% общего содержания фосфора), а из минеральных фосфорсодержащих веществ в П. п. имеются соединения фосфора с алюминием и железом. В целинных и слабоокультуренных сильнокислых П. п. подвижность фосфора слабая. Эти почвы отличаются резко выраженной способностью связывать растворимые фосфаты в трудноподвижные соединения (с полуторными окислами). Доступность почвенного фосфора р-ниям возрастает по мере окультуренности почв; в сильноунавоженных почвах фосфор находится в легкоусвояемом состоянии. В подпахотных горизонтах (подзолистом и иллювиальном) фосфор находится в основном в виде минеральных соединений, малодоступных для растений.

Калий. Общее содержание калия в пахотных горизонтах колеблется, в связи с механическим составом, от 0,5 до 2,5%. Только относительно небольшая часть калия (не больше 20 - 25% от общего) растворима в 10%-ной соляной кислоте.

Подвижность калия П. п. и его доступность р-ним зависят от механического состава и степени окультуренной. Содержание обменного калия (по Пейве) б. ч. составляет в песчаных и супесчаных слабо- и средне унавоженных почвах 1 - 5 мг К₂О на 100 г, в суглинистых и глинистых 5 - 10 мг. В более тяжёлых по механическому составу разностях П. п. из труднорастворимых соединений в доступное для р-ней состояние переходят большие количества калия. В окультуренных сильно унавоженных почвах доступность калия р-ним повышается. Поглощённый калий достигает в этих почвах значительных величин (20 - 25 мг К₂О и выше).

Кислотность П. п. Верхние горизонты неосвоенных П. п., как правило, характеризуются сильной кислотностью (рН солевой вытяжки б. ч. 3,7 - 4,2); обменная кислотность 1 - 3 миллиэквивалента на 100 г (в 1 н. KCl-вытяжке без умножения на коэффициент); подвижный алюминий, по Соколову, 10 - 25 мг на 100 г почвы. Преобладающая часть пахотных П; п. отличается средней кислотностью. Для пахотного горизонта рН солевой вытяжки 4,5 - 5,0; обменная кислотность меньше 0,3 миллиэквивалента на 100 г; подвижного алюминия меньше 2 - 3 миллиграммов на 100 г почвы. Подпахотные горизонты этих почв имеют в ряде случаев более высокую кислотность, чем пахотные. Особенно высокая кислотность иллювиальных горизонтов наблюдается у тяжелосуглинистых и глинистых почв (обменная кислотность 5 -8 миллиэквивалентов и больше).

Пахотные П. п. с сильной кислотностью (рН солевой вытяжки 4,0 - 4,5) распространены меньше среднекислых: в большинстве случаев это недавно освоенные почвы или старопахотные слабоокультуренные почвы на бескарбонатных породах. П. п. со слабой кислотностью (рН=5-5,5), а также близкие к нейтральным (рН=5,5 и выше) распространены в р-нах с карбонатными материнскими породами. Там эти почвы в ряде случаев преобладают. Слабой кислотностью отличаются сильноунавоженные П. п. Обменная кислотность и подвижный алюминий в почвах слабой кислотности практически отсутствуют.

Содержание поглощённых оснований (Са+Mg) в пахотных горизонтах незначительное: в суглинистых и глинистых почвах 5 - 10 миллиэквивалентов на 100 г, а в супесчаных и песчаных - 2 - 5 миллиэквивалентов (в нек-рых случаях меньше). В составе поглощённых оснований преобладает кальций. Особенно низкое содержание обменного магния отмечено в ряде случаев в песчаных и супесчаных подзолистых почвах.

Физические свойства подзолистых почв. Максимальная гигроскопичность (см. Водный режим почвы) П. п. в пахотном горизонте составляет: у суглинистых и глинистых почв б. ч. 2 - 4%, у супесчаных 1 - 2%, у песчаных 1 - 1,5%. Соответственно с этим величина коэф-та завядания для пахотных горизонтов невысока, в особенности для песчаных почв. Максимальная гигроскопичность достигает значительной величины в иллювиальных горизонтах суглинистых и глинистых почв (8 - 10%); это обусловливает высокий % неусвояемой воды в общем запасе воды' этих горизонтов.

Объёмный вес пахотного горизонта И. п. составляет: суглинистых и глинистых почв (в зависимости от культурного состояния) от 0,9 до 1,4; подзолистого горизонта 1,3 - 1,4; нижних иллювиальных горизонтов 1,5 - 1,8; это указывает на исключительно плотную "упаковку" глинистых 'иллювиальных горизонтов в их естественном залегании; объёмный вес пахотных горизонтов песчаных почв (1,4 - 1,5) мало зависит от культурного состояния. Пахотный горизонт тяжелосуглинистых и глинистых почв имеет высокую полевую влагоёмкость - 30 - 35% от объема почвы в ненарушенном строении. У супесчаных и песчаных П. п. полевая влагоёмость меньше, в особенности, у рыхло-песчаных почв на глубоких песках, где она составляет менее 10%.

Генетические горизонты П. п. различны по плодородию. Наиболее плодороден перегнойный - пахотный горизонт. Иллювиальный горизонт характеризуется, в его естественном сложении, низким плодородием в отношении способности обеспечить р-ния пищей и водой. Особенно низким плодородием отличается подзолистый горизонт. В соответствии с этим корневая система сосредоточена преимущественно в перегнойном - пахотном горизонте.

В подзолистых почвах подпахотным слоем, непосредственно следующим за пахотным, может быть: а) перегнойный горизонт в его нижней части; б) подзолистый; в) переходный В₁ или иллювиальный - В₂. Наиболее часто подпахотным слоем является подзолистый горизонт или переходный - В₁.

Создание мощного плодородного пахотного слоя - 25 - 30 см - одна из основных задач земледелия. При углублении вспашки больше 20 см, на тяжелосуглинистых и глинистых почвах в ряде случаев затрагивается горизонт В₁. При этом пахотный горизонт обогащается глинистыми частицами, а не пылеватыми, как в случае выпахивания при углублении подзолистого горизонта.

3. Инженерно-геологические исследования

Исследование грунта включает определение свойств различных слоев, их толщины, наличия грунтовых вод, их состава и характера, уровень промерзания и угол падения пласта. Полученные данные позволяют судить о пригодности грунтового материала для строительства того или иного объекта. НПЦ "Гео Проект" благодаря своему опыту, новейшему оборудованию проверенным методам проведет высококачественное исследование грунта под фундамент для строительства. В зависимости от типа проекта, для выявления свойств пород могут быть использованы разные методы. Прежде, чем приступить к детальному исследованию грунтов, необходимо провести общее геологическое обследование участка. Инженерно-геологическое исследование грунтов дает специалистам следующую информацию:

Описание рельефа исследуемой местности.

Границы затопления при наличии близлежащего открытого водоема.

Глубину промерзания грунта.

Расположение, возможность обнажения грунтовых вод.

Наличие водоносных пластов, их источники, связи с водоемами.

Общее геологическое строение отдельных участков местности, выявление их геологической устойчивости.

Геологическое исследование грунта может быть различного объема. На выполняемые работы влияет много факторов. Связано это со стадией проектирования будущего объекта, геологической изученности ландшафта, сложности залегания слоев, свойств складки. Грунты могут требовать дополнительных специальных работ. Поэтому это также напрямую влияет на объем исследования.

Полевое исследование грунтов под фундамент

По сравнению с лабораторными методами, полевые имеют множество достоинств. Полевое исследование грунтов позволяет изучать большой объем массива пород. В этом случае снижается вероятность нарушения естественного сложения пород. Изучение проходит в естественном состоянии под напряжением, которое связано с условием колебания грунтовых вод, к примеру.

Полевыми методами исследования грунтов для строительства определяются его несущие свойства, способность к противостоянию многим факторам: Динамическое и статическое зондирование - неоднородность состава и состояния; Статическая нагрузка в скважинах, метод прессиометрии - противостояния сжимающим усилиям. Сдвиги, обрушения, крыльчатке зондирования - противостояние сдвигающим усилиям. Статическое или динамическое зондирование, испытания сваи - сопротивление под концами сваи и по ее бокам. Метод компенсации - напряженное состояние. Различные датчики, деформация грунта - перовое давление; Замачивание - свойства почвы во время просадки. Статическое зондирование проводится с помощью вдавливанием в исследуемый грунт зонда ручным или механическим способом. Зонд представляет собой металлическую штангу с конусообразным наконечником, диаметр которого достигает 77 мм. Штанга наращивается по мере погружения. Такой метод исследования применяют для определения плотности песчаных и глинистых грунтов, степени их однородности, несущих характеристик. Динамическое зондирование в испытаниях грунта решает задачи выявления отложений в однородных по литологическому составу грунтах. Отложения отличаются либо более рыхлым сложением, либо более плотным. Опыты с динамическим зондированием простые и быстрые, позволяют легко оконтурить участки.

Геофизический анализ грунта под фундамент. Наиболее точную информацию о свойствах почвы можно получить благодаря комплексному подходу к их изучению. Поэтому для повышения качества инженерно-геологических работ широко применяются геофизический анализ грунта для строительства. Основными достоинствами этого метода является возможность изучения материала в естественных условиях, получения точных характеристик грунта в больших размерах, исключены просчеты, случайность точечного опробования при инженерно-геологическом бурении. Кроме того, геофизические исследования грунтов снижают вероятность пропуска существенных неоднородностей, которые невозможно зафиксировать иными методами.

Геологический анализ грунта под фундамент. Недооценка или неправильная оценка геологии грунтов в основании здания приводят к ежегодным сезонным трудно исправимым деформациям или разрушениям даже таких небольших строений как баня. При этом перекашиваются полы, стены, перестают закрываться двери, трескаются стекла в окнах, рушатся печи и трубы. Виды грунтов весьма разнообразны, поэтому единого рецепта по устройству фундаментов не существует.

Начинать необходимо с геологических изысканий на том месте, где будет стоять здание, так как на выбор фундамента влияет множество факторов, среди которых состояние и тип грунта на отведенном участке, глубина промерзания, наличие грунтовых вод, конструкция самого здания, нагрузка на фундамент и пр.

Прочность и долговечность здания, трудоемкость и стоимость геологии грунтов во многом зависят от того, насколько правильно выбрана глубина заложения фундамента, что, в свою очередь, определяется глубиной промерзания грунтов, степенью их пучения, уровнем стояния грунтовых вод, способностью грунта к капиллярному подсосу, рядом других условий. Но решающее значение, как правило, имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, то есть увеличиваются в объеме, повреждая размещенные в них конструкции.

Оценка при геологии и анализе грунтов может быть выполнена только на основе отчета изыскательских организаций в результатах геологических исследований. Крайне важно установить уровень грунтовых вод.

Анализ грунта под строительство.

азные по составу грунты имеют различную несущую способность. Методика расчета в геологии грунтов основания применяется, в основном, в двух вариантах: расчет по несущей способности грунта и расчет по предельным деформациям.

Расчет по предельным деформациям предполагает усадку здания за счет необратимого сжатия грунта. Применяется для тяжелых зданий, и для постройки бани нас не интересует.

Расчет по несущей способности грунта не предполагает необратимого сжатия грунта, грунт в нем считается упругопластическим материалом. Другими словами, считается, что грунт работает как пружина: под действием тяжести здания он сжимается, а если нагрузку снять, частично возвращается в прежнее состояние.

Для каждого вида грунта выведено значение нагрузки, которое он может выдержать, не переходя к необратимому сжатию, т. е это значение характеризует предельное состояние, которое может выдержать "пружина" и не сломаться. Довольно часто приходится слышать, что баня -- сооружение легкое и под него не нужно уст-раивать громоздкие фундаменты. Отчасти это утверждение верно, отчасти нет. Нет никакой разницы, строите вы баню или Останкинскую телебашню, если расчет основания фундаментов ведется по первому предельному состоянию, оба эти сооружения должны давить на грунт с одинаковой силой, не превышающей несущей способности грунта. Например, оба здания расположены на супеси, значит, они должны давить на грунт силой, не превышающей 2,5 кг на квадратный сантиметр. Другой пример, если несущая способность снежного наста невелика, то в снег провалится и взрослый человек, и ребенок. Если взрослого поставить на лыжи, то наст будет его держать, а ребенок без лыж опять провалится, хотя вес его значительно ниже чем у взрослого.

Нагрузка способны выдержать различные грунты.

-- Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем -- 6 кг/см2;

-- галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем -- 4 кг/см2;

-- гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем -- 5 кг/см2;

-- гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем -- 3,5 кг/см2;

-- песчаные грунты крупной фракции -- 5 кг/см2;

-- песчаные грунты средней фракции -- 4 кг/см2;

-- маловлажные песчаные грунты мелкой фракции -- 3 кг/см2;

-- влажные и насыщенные водой песчаные грунты мелкой фракции -- 2 кг/см2;

-- песчаные маловлажные пылеватые грунты -- 2,5 кг/см2;

-- песчаные влажные пылеватые грунты -- 1,5 кг/см2;

-- песчаные насыщенные водой пылеватые грунты -- 1 кг/см2;

-- супесь плотная -- 3 кг/см2;

-- супесь мягкая маловлажная -- 2,5 кг/см2;

-- супесь мягкая влажная -- 2 кг/см2;

-- суглинок плотный маловлажный -- 3 кг/см2;

-- суглинок плотный влажный -- 2,5 кг/см2;

-- суглинок мягкий маловлажный -- 2,5 кг/см2;

-- суглинок мягкий влажный -- 1,8 кг/см2;

-- суглинок очень мягкий маловлажный -- 2 кг/см2;

-- суглинок очень мягкий влажный -- 1 кг/см2;

-- глина плотная маловлажная -- 6 кг/см2;

-- глина плотная влажная -- 4 кг/см2;

-- глина мягкая маловлажная -- 5 кг/см2;

-- глина мягкая влажная -- 3 кг/см2;

-- глина очень мягкая маловлажная -- 3 кг/см2;

-- глина очень мягкая влажная -- 2 кг/см2;

-- глина вязкая маловлажная -- 2,5 кг/см2;

-- глина вязкая влажная -- 1 кг/см2

4. Минералы: Кварц, Гранит

Кварц - минерал, оксид кремния. Один из самых распространенных минералов в Земной коре. Кремнезём, наиболее распространённой формой нахождения которого в природе является кварц, обладает развитым полиморфизмом. Две основные полиморфные кристаллические модификации двуокиси кремния: гексагональный б-кварц, устойчивый при давлении в 1 атм. (или 100 кн/м2) в интервале температур 870-573°С, и тригональный в-кварц, устойчивый при температуре ниже 573°С. В природе широко распространён именно в-кварц. Все гексагональные кристаллы б-кварца, находимые в обычных условиях, являются параморфозами в-кварца по б-кварцу, в-кварц кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной сингонии. Кристаллическая структура - каркасного типа, построена из кремнекислородных тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов кварца, отличимые внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов в-кварца обусловливает наличие у него пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств. Электрические свойства минерала пьез электрик, параэлектрик Термические свойства б-кварц (триг, устойчив при t < 573 °C) и в-кварц (гекс., устойчив при t > 573 °C). Люминесценция может наблюдаться триболюминесценция Год открытия известен с древних времён Происхождение названия от стар. нем. Querklufter - руда секущих жил, или от нем. «кварр» -- скрежет (зерна кварца при истирании издают характерный скрежет) IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) Strunz (8-ое издание) 4/D.01-10 Hey's CIM Ref. 7.8.1 Dana (7-ое издание) 75.1.3.1 Dana (8-ое издание) 75.1.3.1 Молекулярный вес 60.08 Параметры ячейки a = 4.9133?, c = 5.4053? Отношение a:c = 1 : 1.1 Число формульных единиц (Z) 3 Объем элементарной ячейки V 113.00 Еі Двойниковой три закона двойниковых срастаний: дофинский -срастание индивидов одной энантиоморф. модификации (правой с правым или левой с левым) с поворотом одного индивида относительно др. вокруг двойниковой оси L3 на 60°; бразильский - срастание правого и левого к Точечная группа 3 2 - Trapezohedral Пространственная группа P31 2 1 Плотность (расчетная) 2.66 Плотность (измеренная) 2.65 Показатели преломления nщ = 1.543 - 1.545 nе = 1.552 - 1.554 Максимальное двулучепреломление д = 0.009 Тип одноосный (+) Оптический рельеф низкий Форма выделения Обычны кристаллы в виде шестигранной призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанной шести- или трехгранной пирамидальной головкой. Часто по направлению к головке кристалл постепенно сужается. На гранях призмы характерна поперечная штриховка; сплошные массы различной плотности и зернистости (от крупно- до скрытокристаллических), тонковолокнистые, сферолитовые, натёчные (халцедон) и землистые агрегаты. Классы по систематике СССР Оксиды Классы по IMA Оксиды Химическая формула SiO2 Сингония тригональная Цвет Белый, Бесцветный, Жёлтый, Красный, Зеленый, Коричневый, Розовый, Оранжевый, Серый, Фиолетовый, Чёрный Цвет черты белый Блеск стеклянный матовый жирный Прозрачность прозрачный полупрозрачный просвечивает мутный водяно-прозрачный Спайность несовершенная по {1011} Излом раковистый Твердость 7 Хрупкость Да

Галит - широко распространенный минерал класса галоидов. Синонимы: горная соль, каменная соль, поваренная соль, трескучая соль. Химический состав Натрий (Na) 39,4%, хлор (С1) 60,6%. Свойства Кристаллическая структура: гранецентрированная кубическая решетка: ионы натрия (Na+) и ионы хлора (С1-), чередуясь в кристаллической решетке, располагаются по углам малых кубов (см. табл. 1). Минерал галит хрупок, гигроскопичен, хорошо растворим в воде, солёный на вкус. Минерал галит образует кубические кристаллы, сплошные зернистые и плотные шпатовидные массы. В пещерах и горных выработках образует сталактиты, сталагмиты, натёчные образования. В озёрах и лагунах формирует кристаллические наросты на различных предметах - ветвях растений, камнях и т.д. Часто имеет ритмично-зональное строение. В воде легко растворяется, имеет приятный соленый вкус, чем отличается от очень похожего сильвина, также легко растворяющегося в воде, но имеющего едкий вкус. Галит имеет хемогенное происхождение, образуется в результате испарения морской воды, вод соляных озер, при охлаждении насыщенных солями растворов. Также минерал галит встречается как продукт вулканической сублимации высокотемпературных фумарол (Этна и Везувий, Италия). Является главным соединением, растворённым в водах океана - при солёности воды в 35 промилле на NaCl приходится около 85%. Термические свойства Плавится при 804°C, окрашивает пламя в желтый цвет. Люминесценция Red (SW UV) [Searles Lake, CA]. Год открытия известен с древних времён Происхождение названия от греческих слов halos - соль и lithos - камень IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) Типичные примеси I,Br,Fe,O Strunz (8-ое издание) 3/A.02-30 Hey's CIM Ref. 8.1.3 Dana (8-ое издание) 9.1.1.1 Молекулярный вес 58.44 Параметры ячейки a = 5.6404(1) ? Число формульных единиц (Z) 4 Объем элементарной ячейки V 179.44 Еі Двойникование По {111} (искусственные кристаллы). Пространственная группа Fm3m (F4/m 3 2/m) Плотность (расчетная) 2.165 Плотность (измеренная) 2.168 Плеохроизм слабый Дисперсия оптических осей умеренно сильная Показатели преломления n = 1.5443 Максимальное двулучепреломление д = 0.000 - изотропный, не обладает двупреломлением Тип изотропный Оптический рельеф низкий Форма выделения Кубические кристаллы, часто зернистые или шпатоподобные массы, сталактиты Классы по систематике СССР Хлориды, бромиды, иодиды Классы по IMA Галогениды Химическая формула NaCl Сингония кубическая Цвет Бесцветный, серый, белый, красный, жёлтый, голубой, фиолетовый Цвет черты белый Блеск стеклянный Прозрачность прозрачный полупрозрачный просвечивает Спайность совершенная по {001} Излом раковистый Твердость 2,5 Хрупкость Да флюоресценция Да вкус Да

5. Горные породы: Известняк, песчаник, гнейс

Известняк -- осадочная горная порода органического (биогенного), реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция, преимущественно в виде кальцита или кальцитовых скелетных остатков организмов, редко из арагонита. Может содержать примеси обломочного (обычно терригенного) материала, глинистого и (или) кремнистого в-ва, пирита и сидерита. Входящий в состав известняков карбонат кальция способен растворяться в воде, а также медленно разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания; первый процесс -- важнейший фактор образования карста, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла земли, даёт источник газа для минеральных вод. При метаморфизме известняки пере кристаллизуются и образуют мраморы. Название разновидности известняков отражает присутствие в нём остатков породообразующих организмов, район распространения, структуру (оолитовые известняки), примесей (железистый известняк), характер залегания (плитняковый известняк), геологический возраст (триасовые известняки). Из известняков сложены целые горные цепи в Альпах, широко распространён известняк и в других местах. Этим горным породам характерно отсутствие блеска, он обычно светло-серого цвета, но может быть белым или тёмным, почти чёрным; голубоватым, желтоватым или розовым, в зависимости от состава примесей. Текстура, полосчатая однородная слоистая Структура, фтанитовая оолитовая Тип горной породы Осадочная горная порода Цвет 2 Белый Серый Жёлтый Цвет белый или светло-серый цвет, примеси окрашивают его в другие цвета, вплоть до чёрного.

Залежи песчаника сформировались в процессе цементации песка, за сотни миллионов лет. Одна из самых распространенных осадочных пород - это песчаник. Он бывает золотисто-желтым, зеленоватым, белым, серым и черным. Водопоглощение песчаника - около 6 процентов. Этот материал достаточно пористый, обладает высокой огнеупорностью. В большинстве его разновидностей преобладает доля кварца. В составе есть и полевые шпаты, глауконит и обломки различных пород. Обломочный состав очень разнообразен. Выделяют несколько разновидностей данного материала. К породам мономинерального типа относят такие его виды, в которых содержится более чем 90% кварца. Олигомиктовые виды - это слюдисто-кварцевые, полевошпатово-кварцевые. Полимиктовые песчаники можно подразделить на аркозы и граувакки (материалы со сложным составом). Цементирующее частицы бывают разными: Глинистыми, такими как гидрослюды. Кремнистыми - кварцевые породы, опал. Известковыми - кальцит, доломит. Железистыми - различные окислы железа. Хлоритовыми, цеолитовыми, фосфатными, смешанными. Песчаник встречается повсеместно. Его добывают практически во всем мире, это довольно востребованный и практичный материал. Осадочная обломочная горная порода. Образуется за счёт естественной цементации песка. Размер обломков (зёрен) от 0,1 мм до 2 мм. Песчаник - камень, встречающийся в любой местности земного шара, исключая районы активной вулканической деятельности и, почему-то, Австралию. Как явствует из названия, минерал этот образован из песка. При превращении в камень свойства песка меняются кардинально. Нередко спрессованный и сцементированный песок проявляет качества весьма неподатливого в добыче и обработке материала. Различают минеральный состав обломков и цемента. По составу обломков различают песчаники: Мономиктовые (обломки одного минерала): Кварцевые, карбонатные и т.д. Олигомиктовые (обломки нескольких минералов): кварц-полевошпатовые, мусковит-кварц- полевошпатовые и т.д. Полимиктовые (обломки многих минералов), в т.ч. Аргоновые (преобладание светло цветных минералов): кварц, полевые шпаты, мусковит, гранаты и т.д. Граувакковые (темноцветных не менее половины): кварц, полевые шпаты, биотит, амфиболы, пироксены и т.д. По наиболее характерному минералу: глауконитовые, слюдистые и т.д. Природный камень песчаник можно использовать для отделки дорожек, стен, пола, рабочих поверхностей, ванных комнат. Очень прочный, песчаник, всегда прохладен на ощупь, поэтому полы из этого материала часто делают подогреваемыми.