Строительные свойства основных видов дисперсных грунтов

Крупнообломочные почвы. Прочность их зависит от составляющих пород и плотности укладки. Наибольшую прочность имеют обломки магматических пород, наименьшую - осадочных. Крупнообломочные почвы практически не поддаются уплотнению, им свойственна большая водопроницаемость. В целом эти почвы - надежные основы для зданий и сооружений.

Песчаные почвы не имеют структурных связей, им свойственна высокая водопроницаемость, под давлением уплотняются слабо. Пухлые пески интенсивно уплотняются под воздействием фильтрующей воды и с помощью вибраторов. Под нагрузкой уплотнения их практически не зависит от влажности. Пылеватые пески при взаимодействии с водой могут переходить в плывунных состояние.

Наибольшая прочность свойственна пескам с преобладанием твердых, устойчивых к воде минералов (кварц, полевые шпаты и др.).. В большинстве случаев песчаные почвы являются надежными основами зданий и сооружений.

Пылеватые и глинистые почвы - наиболее распространенные основания зданий и сооружений.

Содержание в этих почвах глинистых минералов обусловливает, учитывая их огромную поверхность, особый вид связей между почвенными частицами (водно-коллоидные).

Свойства глинистых грунтов чрезвычайно разнообразны и зависят от многих факторов. В частности, значительное влияние оказывает влажность, с увеличением которой, как правило, механические характеристики резко ухудшаются и часто приходится применять специальные меры для обеспечения устойчивости зданий и сооружений. Важное значение для строительных свойств имеет и минеральный состав, прежде всего наличие глинистых минералов монтморилонитового ряда, активно взаимодействующих с водой своей поверхностью и внутренней частью кристаллических решеток. Большое значение имеет происхождение и возраст, состояние по пластичности.

Глинистым почвам свойственна большая и длительная сжимаемость под нагрузкой. Некоторые глинистые почвы склонны к набуханию и свертывания (см. § 8.3).

К водно-физических свойств глинистых грунтов относят также размокания и липкость.

Размокания характерно для глинистых пород, погруженных в воду. Интенсивность размокания зависит от структурных особенностей глинистых почв и содержания в них глинистых частиц. В процессе размокания резко уменьшаются прочность и устойчивость.

Липкостью почв называют их способность прилипать к различным материалам, соприкасающимся с ними. Липкость обусловлена ??вязкостью пленок крихкозвьязнои воды. При строительной оценке глинистых грунтов липкость является негативным фактором.

Глинистые почвы - слабоводопроникни или водоупора. В связи с небольшими коэффициентами фильтрации время их деформаций под нагрузкой существенно возрастает в условиях полного водонасыщения. Деформации могут развиваться годами и десятилетиями.

Среди глинистых грунтов лессовые почвы слишком специфическими образованиями. Содержание в них частиц размером 0,05 - 0,005 мм (пылеватых) превышает 50%. Они макропористые, общая пористость, как правило, превышает 0,4, неслоистые, их не содержащих песчаных слоев и включений грубоуламкового материала (кроме известковых конкреций). Эти породы карбонатные, недоуплотненный, неводостойкие. Залегают лессовые почвы на различных элементах рельефа, покрывая их мощным плащеподибним чехлом. По своим инженерно-геологическими особенностями они резко отличаются от обычных глинистых грунтов (см. § 8.2).

В рассматриваемой классификации выделены в самостоятельные виды мулы, сапропели, заторфованные почвы (см. табл. 9.4).

Мулы имеют специфические особенности которые резко ухудшают их инженерно-геологические свойства и снижают их несущую способность.

К мулов относят переувлажненные, глинистые образования на начальной стадии формирования глинистых грунтов (начальная стадия литификации) с участием микробиологических процессов. Мулы - это преимущественно морские отложения. Они отличаются: высокой сжимаемостью; медленным протеканием уплотнения под нагрузкой; реологическими свойствами (ползучестью) слишком низкой прочностью; анизотропией прочностных, деформационных, фильтрационных, реологических характеристик; способностью превращаться в жижу при динамических действиях (удары, движение транспорта, сейсмические воздействия).

Непосредственно на мулы опирать здания и сооружения нельзя, они по своим свойствам не могут служить естественными основаниями. Применяют сваи, песчаные подушки и др..

Сапропели - это пресноводные илы, которые образовались на дне озерных водоемов за счет продуктов распада растительных и животных организмов и содержащих более 10% органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Коэффициент пористости сапропелей возрастает с увеличением содержания органического вещества и изменяется от 3 до 30 единиц, показатель текучести больше единицы. Содержание фракций более 0,25 мм не превышает 5%. Строителям нередко приходится возводить насыпи на заболоченных и просто болотистых участках (особенно в плавнях рек).

К заторфованных относятся песчаные и глинистые грунты, содержащие в своем составе от 10 до 50% органических веществ.

Среди осадочных несцементированных почв выделяют тип органических, основным представителем которых является торф.

Торф - органическая горная порода, образующаяся в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода. Это волокнистый сильно сжат почву буро-черного цвета способен содержать в себе большое количество воды.

В торфах медленно продолжается минерализация органики. Для характеристики степени заторфованости используется такой показатель, как относительное содержание органического вещества Iom который определяется как отношение ее массы в образце грунта, высушенного при температуре 100-105 ° С, к массе образца.

лед отличать открытые торфа (сплошные торфяные залежи) и захоронены торфа, которые перекрыты слоями минеральных почв.

Заторфованные почвы и торфа отличаются большой и длительной сжимаемостью (вследствие продолжения процессов минерализации и ползучести скелета), существенной изменчивостью и анизотропией прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик.

Торфы, как мулы, не могут служить естественными основаниями зданий и сооружений. При строительстве на торфах необходимо осуществлять специальные меры по обеспечению пожарной безопасности и с целью ликвидации неблагоприятных для фундаментов условий (выбора торфа, сваи, песчаные сваи-дрены и т.д..).

Растительные слоя (поверхностные почвы) - это особые природные образования, которые отличаются от других осадочных горных пород по условиям образования. В них всегда присутствует органическое вещество, выделяются определенные генетические горизонты с различной структурой.

Растительные слои по зерновому составу является суглинками или супесями. По определению В. Обручева, растительные слои следует рассматривать как внешние (или дневные) горизонты горных пород, которые изменились под совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов. Мощность растительного слоя, как правило, составляет 40-50 см.

Растительные слои вследствие размокания, небольшой крепости не используются как основы за исключением похороненных растительных слоев, залегающих в толще других пород. Поскольку похоронены растительные слои значительное время находятся под давлением, они по своим свойствам близки к вмещающих их пород.

Класс техногенных (искусственных) грунтов подразделяется в зависимости от характера деяния человека: изменены в естественном залегании, насыпные и намывные почвы.

По способу преобразования грунтов в естественном залегании нормативы выделяют почвы, измененные физическим воздействием (уплотнения песчаных грунтов трамбованием, укатки, осушением, вибрацией, кольматация и т.д. и уплотнения глинистых грунтов и растительных слоев с помощью электроосмоса, поверхностно-активных веществ, размораживание) и почвы, измененные физико-химическим воздействием (закреплению грунтов инъекцией химических веществ).

Насыпные грунты могут специально создаваться в строительных целях (грунтовые подушки, насыпи, дамбы и др..) Или образуются в результате производственной и культурно-бытовой деятельности человека. Значительное распространение имеют культурные слои, накопление которых происходит в отвалах при благоустройстве территорий, проведении земляных работ и др..

Возможность использования насыпных грунтов как оснований сооружений должна рассматриваться в каждом случае конкретно в зависимости от мощности пласта, плотности, состава и т.д. Что касается свалок, то возводить на них сооружения чаще всего невозможно.

Гидравлический способ устройства намывных грунтов обеспечивает высокую плотность, близкую к естественной. Такие почвы, как правило, надежные основы зданий и сооружений.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Состав природных нескальных грунтов, основные отличия глинистых грунтов от песчаных.

2. Виды связности грунтов.

3. Укажите способы определения влажности грунтов, границы пластичности, предела текучести и значения этих характеристик для оценки состава и состояния грунтов.

4. Дайте определение понятий: удельный вес, удельный вес сухого грунта, удельный вес частиц грунта. Какое из них имеет наибольшее значение для одного и того же грунта и почему?

5. Назовите лабораторные и полевые методы определения плотности грунта. Область их применения.

6. Что такое степень влажности? Для чего он применяется при классификации почв?

7. Назовите признаки пористости почв. Как классифицируют песчаные почвы по плотности сложения?

8. Назовите физические признаки почв, которые определяются только опытами.

9. Как классифицируются почвы по гранулометрическому составу? Способы оценки гранулометрического состава для крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов.

10. Какие бывают разновидности глинистых грунтов в зависимости от показателя текучести? Как это влияет на строительные свойства глинистых грунтов?

11. Как классифицируются песчаные почвы по степени влажности?

12. Какие параметры оказывают влияние на строительные свойства песков?

1С. Строительные свойства илов и торфов.