1.3. Классификация грунтов

Классификация грунтов

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).

Слагающие грунт элементы

рис. 4. Слагающие грунт элементы

Обратите 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).

Классификация минерального дисперсионного грунта

рис. 5. Классификация минерального дисперсионного грунта

Крупнообломочные 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.

Крупнообломочные грунты и пески

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

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляют наименование вида заполнителя, и указывают характеристики его состояния. Вид заполнителя устанавливают после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Если обломочный материал представлен ракушкой в количестве ≥ 50%, грунт называют ракушечным, если от 30 до 50% — к наименованию грунта прибавляют с ракушкой.

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.

Классификация грунта
предложенная Охотиным В.В.

Наименование грунтов	Содержание частиц
Наименование грунтов	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).

1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ

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

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

ТАБЛИЦА 1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

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

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

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

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

ТАБЛИЦА 1.5. КЛАССИФИКАЦИЯ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ И ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ТАБЛИЦА 1.7. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ

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

ТАБЛИЦА 1.8. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ЧИСЛУ ПЛАСТИЧНОСТИ

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

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

ТАБЛИЦА 1.9. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ТЕКУЧЕСТИ

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

ТАБЛИЦА 1.10. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИЛОВ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПОРИСТОСТИ

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

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

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

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

ТАБЛИЦА 1.11. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ САПРОПЕЛЕЙ ПО ОТНОСИТЕЛЬНОМУ СОДЕРЖАНИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

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

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

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

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

Глины, суглинки, супеси

Грунтовая лаборатория компании ООО «ГеоЭкоСтройАнализ» профессионально занимается проведением исследовательских работ по изучению всех типов грунтов. Знания по классификации грунтов помогают определить их свойства, несущую способность, дать рекомендации проектировщикам и строительным организациям.

Одним из самых распространенных в нашем регионе считается глинистый грунт, в состав которого на 50% и более входят очень мелкие частицы, размер которых меньше 0,01 мм, и они находятся в составе грунта в форме пластин или чешуек. Между частицами есть промежутки, называемые порами. Они чаще всего заполнены водой, хорошо удерживаемой в составе глины, так как частички глины не способны пропускать воду. Для глинистых грунтов характерна высокая пористость, объем пор находится в большом соотношении с объемом грунта. Характеристика уплотнения глинистого грунта определяется этим соотношением и находится в диапазоне: 0,5 – 1,1.

Глинистый грунт отличается отличным поглощением и удерживанием в себе влаги. Он даже при высыхании сохраняет в себе воду, поэтому относится к пучинистым грунтам. При замерзании грунта содержащаяся в нем влага становится льдом, что приводит к расширению и увеличению объема грунта. Грунты, в составе которых содержится глина, отличаются этим негативным явлением. Чем больше в грунте содержится глины, тем сильнее проявление этого свойства.

Поры глинистого грунта отличаются настолько маленькими размерами, что оказывается достаточно капиллярных сил между частицами глины и воды для их связывания. Показатели пластичности глинистого грунта обеспечиваются пластичностью частиц глины в совокупности с капиллярными силами притяжения. Чем больше в грунте содержится глины, тем выше показатели пластичности грунта. Классификация глинистого грунта (глина, суглинок или супесь) зависит от того, каково содержание в нем частиц глины.

Супесью называют глинистый грунт, содержащий глинистых частиц в пределах 10 процентов. Остальной объем занимает песок. Супесь считается наименее пластичным глинистым грунтом. Если ее растереть, то можно ощутить между пальцами песчинки, ее сложно скатывать в шнур. Если скатать шар из супеси, то он рассыплется при надавливании на него. Супесь отличается сравнительно низкой пористостью (0,5 – 0,7). Содержание влаги в ней ниже, поэтому пучению она подвергается меньше.

Суглинком называют глинистый грунт, содержащий глинистых частиц выше 10 и меньше 30 процентов. Грунт отличается достаточной пластичностью, и если его растирать между пальцами, то песчинки не ощущаются. Если из суглинка скатать шар и раздавить его в лепешку, то можно увидеть по краям образование трещин. Величина пористости суглинка находится в диапазоне 0,5 – 1. В суглинке содержится больше воды, поэтому для него более характерно пучение.

Глиной называется грунт с содержанием глинистых частиц выше 30 процентов. Глина обладает высокой пластичностью, из нее хорошо скатывать шнур. Если шар из глины сдавить в лепешку, то трещины по краям не образуются. Величина пористости глины достигает 1,1, то есть выше, чем у других видов глинистых грунтов. Для глины характерно морозное пучение, так она отличается высоким содержанием влаги. Глину можно легко собрать в комок, и она при этом не рассыплется.

Для всех глинистых грунтов характерно при воздействии нагрузки от фундамента подвергаться осадке, причем она будет происходить в течение длительного времени – нескольких сезонов. Длительность и размер осадки зависит от величины пористости грунта. Для уменьшения пористости глинистого грунта и улучшения его характеристик грунт уплотняют. Процесс естественного уплотнения глинистого грунта происходит из-за давления вышележащих слоев. Чем больше глубина залегания слоя, тем больше его уплотнение и меньше величина пористости, что повышает качество его несущей способности.

При наличии на участке строительства глинистых грунтов будет обеспечено хорошее основание под фундамент дома, особенно при залегании грунтовых вод на большой глубине, и однородности грунта по составу.

Грунты и основания

Грунты обладают различными свойствами, которые оказывают значительное влияние на выбор типа фундамента. Важнейшие из них это несущая способность и степень пучинистости.

— это часть грунта, на которую опирается фундамент здания.

Виды грунтов

Какие бывают грунты?

скалистые грунты идеальный вариант. Огромная несущая способность и отсутствие пучинистости
хрящеватые грунты (гравий, обломки камня) обладают большой несущей способностью, непучинисты. Можно использовать ленточный фундамент на глубину не менее 50 см.

песчаные грунты легко вымываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают. Песчаные грунты являются хорошими основаниями для фундамента. В зависимости от размеров частиц песчинок подразделяются на подтипы:

гравелистые пески (0,25-5,0 мм);
крупные пески (0,25-2 мм);
пески средней крупности (0,1-1 мм);
пылеватые и мелкие пески (менее 0,1 мм), близки к глинистым грунтам

супеси
суглинки
глины

Свойства грунтов

называется отношение объема минеральной части грунта к объему пор. Чем больше показатель e, тем более рыхлый грунт. Механические показатели грунта снижаются с увеличением e. Слои грунта, лежащие на большей глубине имеют большую плотность и меньшую пористость.

Глинистые грунты, такие как глина, супесь и суглинки с увеличением влажности грунта переходят в пластичное состояние. Это происходит при достижении определенного значения влажности W_P, после которого грунт начинает раскатываться. При дальнейшем увеличении влажности свыше значения W_L, грунт становится текучим. Величина, определяющая степень пластичности называется J_L. Показатель текучести — это характеристика влажности глинистого грунта. При J_L ≤ 0 — грунт сухой и твердый; при 0 < J_L < 1.0грунт пластичный, а при J_L ≥ 1 — грунт текучий.

Пористость грунта и показатель пластичности являются важнейшими показателями при определении несущей способности грунта. Согласно СНиП Основания зданий и сооружений расчетные сопротивления грунтов определяются как:

Расчетные сопротивления глинистых грунтов

Пылевато-глинистые грунты	Пористость	Расчетное сопротивление, кг/см²
Пылевато-глинистые грунты	Пористость	Твердый грунт J_L = 0	Пластичный грунт J_L = 1
глины	0,5	6,0	4,0
	0,6	5,0	3,0
	0,8	3,0	2,0
	1,1	2,5	1,0
суглинки	0,5	3,0	2,5
	0,7	2,5	1,8
	1,0	2,0	1,0
супесь	0,5	3,0	3,0
супесь	0,7	2,5	2,0

Расчетные сопротивления песчаных грунтов

Пески		Расчетное сопротивление, кг/см²
Пески		плотные	средней плотности
крупные		6,0	5,0
средней крупности		5,0	4,0
мелкие	маловлажные	4,0	3,0
мелкие	влажные и насыщенные	3,0	2,0
пылеватые	маловлажные	3,0	2,5
	пылеватые влажные	2,0	1,5
	пылеватые насыщенные	1,5	1,0

Выводы из таблиц:

чем крупнее фракция песка, тем большую несущую способность он имеет;
почти все грунты снижают свою несущую способность при увеличении влажности, причем некоторые в 2,5 раза, однако это зависимость сильнее всего проявляется у глины и уменьшается с увеличением доли и размеров частиц песка;
уплотненные грунты выносливее чем неуплотненные. Сильнее всего эта зависимость проявляется у глин, где уплотненный грунт почти в 2,5 раза более выносливый чем неуплотненный.

Уровень грунтовых вод

Обычно вода находится в земле на определенном стабильном (хотя и изменяемом в течение года) уровне грунтовых вод (часто его сокращают как УГВ). Ниже уровня грунтовых вод земля погружена под воду, однако влага может подниматься и выше за счет капиллярного эффекта. Чем меньше размер частиц грунта, тем выше может подняться влага.

Как видно из таблиц в предыдущем разделе, повышение влажности грунта снижает его несущую способность. Однако увлажнение грунта обладает еще одним отрицательным эффектом. Этот эффект — пучинистость. Влажный грунт становиться пучинистым, и чем больше воды он содержит, тем более проявляются пучинистые свойства.

Высота подъема капиллярной влаги

Грунт	пылеватый песок	супесь	суглинок	глина
Максимальный уровень подъема капиллярной влаги, м	0,5 — 1	1,0 — 1,5	4,0 — 5,0	до 12 (. )

Определение степени пучинистости грунта

Грунт	Растояние от УГВ до границы промерзания, менее
Грунт	пылеватый песок	супесь	суглинок	глина
среднепучинистый грунт	0,5	1,0	1,5	2,0
сильно пучинистый грунт	—	0,5	1,0	1,5

Морозное пучение грунта

– явление, которое происходит с влажным грунтом при замерзании. Движущей силой морозного пучения является силы давления, возникающие при образовании льда во влажном грунте. Поэтому морозное пучение наиболее свойственно грунтам, которые могут удерживать воду. А эта способность возрастает с уменьшением размера частиц.

Карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов

Глубина, на которую промерзает грунт зависит от географического местоположения места строительства и индивидуальных свойств грунта. Однако существует усредненная карта промерзания грунта, по которой можно определить приблизительную глубину промерзания. Карта предназначена для определения глубины промерзания суглинистых грунтов и является наихудшим случаем. Часто глубина промерзания на самом деле является значительно меньшей.

Наиболее пучинистые грунты расширяются при пучении на величину до 10%. Что при глубине промерзания 150 см означает подъем грунта на 15 см.

Для фундамента пучение грозит следующими проблемами:

если фундамент расположен выше глубины промерзания, то на него действует сила, которая стремиться его поднять. Наибольшая опасность при этом возникает, если грунт неоднородный и на разные части фундамента действуют разные силы. При этом появляется опасность развития вертикальных трещин.
во всех случаях на фундамент действуют горизонтальные силы сдавливания. При этом ленточный фундамент подвергается опасности быть вдавленным внутрь.

Столбчатый фундамент грунт стремиться обхватить и вытолкнуть вверх, даже если подошва столба находится ниже линии промерзания. Таким образом, если фундаментный столб имеет хорошее сцепление с грунтом и слабо нагружен (например, столбы забора или ненагруженный фундамент, оставшийся на зимовку), то грунт выдавливает его на поверхность (за сезон на несколько сантиметров). Кстати, аналогичный процесс приводит к всплытию валунов на поверхность земли.

Грунты, их основные свойства и методы укрепления

Все грунты, используемые в качестве основания для зданий и сооружений, делятся на следующие типы :

1. песчаные грунты
2. скальные грунты
3. суглинки и супеси
4. глинистые грунты
5. грунты с органическими примесями
6. крупноблочные грунты
7. лёсс
8. насыпные грунты
9. плывуны.

Иногда специалисты пользуются укрупненным понятием для классификации грунтов и делят грунты, например, на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Сцементированные или скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т. п.

Несцементированные грунты обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых, делятся на: песок, супесь (супесок), суглинок, глина.

Глина бывает тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особо тяжелая для разработки глина называется ломовой.

Кратко опишем все виды грунтов по расширенной классификации.

1. ПЕСЧАНЫЕ ГРУНТЫ
В состав песчаных грунтов входят частицы размерами от 0,1 до 2 мм. В зависимости от размера частиц песчаные грунты делятся на гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые.

Коэффициент сжатия плотного песка низок, но скорость его уплотнения под влиянием нагрузки велика. Поэтому осадка строения, возведенного на песке, прекращается довольно быстро. Гравелистые, крупные и средние песчаные грунты обладают высокой водонепроницаемостью и, следовательно, при замерзании не вспучиваются.

Пылеватыми частицами называются частицы размерами от 0,05 до 0,005 мм. Если в песчаном грунте таких частиц содержится от 15 до 50 %, такие пески также называются пылеватыми. Присутствие в грунте пылеватых частиц значительно снижает строительные качества и ухудшает несущую способность грунта.

Хорошим основанием для здания может служить песчаный грунт равномерной плотности и необходимой мощности. При этом следует учитывать, что такой грунт не должен подвергаться воздействию грунтовых вод.

2. СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ
Такие грунты залегают в виде сплошного массива. К этой категории относятся песчаники, кварциты, граниты. Такой материал вполне водоустойчив, несжимаем. Если в таком грунте нет ни пустот, ни трещин, он наиболее подходит для строительства.

3. СУГЛИНКИ и СУПЕСИ
Эти грунты представляют собой смесь глины, песка и пылеватых частиц. В их состав входят 30 % глинистых частиц и от 3 до 10 % супеси. По своим техническим параметрам и пригодности для строительства эти грунты занимают промежуточное место между песчаными и глинистыми грунтами.

4. ГЛИНИСТЫЕ ГРУНТЫ
В состав этих грунтов входят мелкие частицы величиной не более 0,005 мм. Эти частицы в основном имеют форму чешуек. Глина имеет достаточное количество капиллярных каналов и обладает большой удельной поверхностью касания между частицами.

Капиллярные каналы способствуют проникновению воды во все поры материала, при этом образуются тонкие водоколлоидные пленки, которые в свою очередь обволакивают частицы остова грунта. Это придает глине необходимую для строительства вязкость. Но с другой стороны, наличие в порах глины капелек воды при промерзании увеличивает ее объем, что влечет за собой процесс вспучивания.

Глинистые грунты характеризуются высоким сжатием (по сравнению, например, с песчаными грунтами), хотя под воздействием нагрузок скорость осадки гораздо ниже, чем у песков. Поэтому, если основанием для здания служит глина, его осадка продолжается достаточно долго.

Влажность глины влияет на ее несущую способность. Например, несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень низка, в то время, как сухая глина может выдерживать относительно большие нагрузки.

Существуют также и ленточные глины, то есть глины, в которых присутствуют песчаные прослойки. Несущая способность таких глин крайне низка, так как они подвержены быстрому разжижению.

5. ГРУНТЫ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ
К этой категории грунтов относятся торф, ил, болотный торф, растительный рыхлый грунт. Они характеризуются высокой неравномерностью сжатия. Поэтому грунты с органическими примесями совершенно не пригодны в качестве естественных оснований.

6. КРУПНОБЛОЧНЫЕ ГРУНТЫ
Крупноблочными грунтами называются осколки скальных пород, не связанные между собой. В таких грунтах преобладают осколки размером более 2 мм. К ним относятся гравий, галька, щебень. Если такие грунты не подвергаются воздействию размывающей влаги и залегают плотным слоем, они вполне подходят в качестве основания при строительстве.

7. ЛЁСС
Лёсс входит в категорию глинистых грунтов. Он состоит из однородной пористой тонкозернистой породы желтовато-палевого оттенка. В лёссе преобладают пылеватые частицы. Одной из основных характеристик лёсса является наличие в нем макропор, которые способствуют глубокому проникновению воды в грунт. По причине низкой водостойкости в связях между частицами, лёсс быстро размокает и дает неравномерные осадки. Таким образом, если здание возводится на лёссовом основании, необходимо оберегать грунт от промокания.

8. НАСЫПНЫЕ ГРУНТЫ
Такие грунты формируются, как правило, искусственным путем, например, при засыпке оврагов, прудов и т. д. Для насыпных грунтов характерно неравномерное сжатие, поэтому в качестве естественных оснований они практически не используются, за исключением рефулированных насыпных грунтов, то есть грунтов, образованных путем перекачки разжиженного грунта по трубопроводу землесосом (рефулкром).

9. ПЛЫВУНЫ
Плывуны представляют собой разновидность супесей и других мелкозернистых грунтов имеющих нестабильное, подвижное состояние. При разжижении плывуны становятся особенно подвижными и могут практически превращаются в жидкость. Плывуны малопригодны в качестве основания, однако современые методы строительства располагают технологиями борьбы с негативными свойствами плывунов.

Свойства грунтов

Грунты имеют собственные показатели физических и водных свойств, такие как:

влажность
объемный вес
удельный вес
cцепление
пористость и коэффициент пористости
степень влажности
объемный вес песков в максимально рыхлом и максимально плотном сложениях
пластичность
консистенция
структурная прочность и чувствительность
зерновой (гранулометрический) состав
размокание
водоудерживающая способность
коэффициент фильтрации.

Эти свойства вычисляются в специальных лабораториях, по заключению которых определяются качество грунтов и технологии дальнейшего строительства.

Такой показатель, как анизотропия механических свойств грунта, исследуется в основном, когда речь идет о крупных, серьезных объектах.

Инженерно-геологическое строение строительной площадки

Для целей строительства, обычно рассматривают физико-механические свойства грунтов. По данным буровых и лабораторных работ, в инженерно-геологическом строении строительной площадки выделяют 5 инженерно-геологических элементов (ИГЭ):

ИГЭ-1 — насыпные грунты
ИГЭ-2 — аллювиальные пески среднекрупные, среднеплотные
ИГЭ-3 — аллювиальные пески мелкие, среднеплотные
ИГЭ-4 — мореные суглинки тугопластичные
ИГЭ-5 — флювиогляциальные пески мелкие, плотные.

Взаиморасположение инженерно-геологических элементов обычно показывается на инженерно-геологических разрезах. Однако в некоторых случаях создают дополнительные документы.

Прежде чем выбирать основание для строительства здания, следует самым тщательным образом исследовать грунт, выяснить схему расположения его пластов, их мощность (толщину слоя, физические и механические свойства), расположение и влияние на грунт грунтовых вод.

Методы укрепления грунтов

Для повышения несущей способности грунтовых оснований применяют следующие способы искусственного закрепления грунтов:

цементацию и битумизацию
химический
термический
электрический
электрохимический
механический и др.

Цементация — это процесс нагнетания в грунт жидкого цементного раствора или цементного молока по ранее забитым полым сваям. Когда процесс нагнетания заканчивается, сваи вынимают. Цементация подходит только для уплотнения крупных и средних песков.

Химическим способом (силикатизацией) закрепляют песчаные и лёссовые грунты, нагнетая в них химические растворы.

Термическое закрепление заключается в обжиге лёссовых грунтов раскаленными газами, которые подаются в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в пробуренных скважинах.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ заключается в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5-1 В/см и плотностью 1-5 А/кв.м. При этом глина осушается, уплотняется и теряет способностью к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током через трубу, являющуюся катодом, в грунт вводят растворы химических добавок (хлористый кальций и др.). Благодаря этому интенсивность процесса закрепления грунта возрастает.

Механический способ укрепления грунтов имеет следующие разновидности: устройство грунтовых подушек и грунтовых свай, вытрамбовывание котлованов и др.

Устройство грунтовых подушек заключается в замене слабого грунта основания другим, более прочным, для чего слабый грунт удаляют, а на его место насыпают прочный грунт и послойно утрамбовывают.

При устройстве грунтовых свай в слабый грунт забивают сваю-лидер. В полученную после извлечения этой сваи скважину засыпают грунт и послойно уплотняют.

Вытрамбовывание котлованов осуществляют с помощью тяжелых трамбовок, подвешенных на стреле крана. Этот способ менее сложен, чем способ грунтовых подушек, поскольку не требует замены грунта основания.

Уплотнение котлованов значительных размеров может осуществляться гладкими или кулачковыми катками, трамбующими машинами, виброкатками и виброплитами.

Силикатизация производится тем же способом, что и цементация грунта. Для того, чтобы закрепить песок, по трубам нагнетают раствор жидкого стекла и хлористого кальция. При закреплении пылеватых песков используют раствор жидкого стекла, смешанный с раствором фосфорной кислоты, а при закреплении лёссовых грунтов применяют только раствор жидкого стекла. После завершения нагнетания таких растворов грунты каменеют.

Если же уплотнить грунт по каким-то причинам не представляется возможным, слой слабого грунта заменяют на более прочный. Замененный грунт называют подушкой. Если строится многоэтажное здание, обычно используют подушку из песка средней крупности или крупного.

При устройстве песчаной подушки слабый грунт вынимают на некоторую глубину и заменяют песком, уплотняемым вибрацией с увлажнением. Толщина подушки из песка должна быть рассчитана так, чтобы давление от здания, переходящее на слабый грунт, не превышало его несущей способности.

При строительстве зданий на слабых грунтах искусственные основания уплотняют, упрочняют или же заменяют слабый грунт на более прочный. Уплотнять слабый грунт можно с поверхности на определенную глубину специальными пневматическими трамбовочными машинами. Иногда при этом в грунт добавляют гравий или щебень. Процесс трамбовки также может проходить при помощи трамбовочных плит весом от 2 до 4 тонн. Такие плиты выполняют из чугуна или стали. Если площадь уплотнения слишком велика, используют катки весом 10—15 тонн.

Для трамбовки песчаных и пылеватых грунтов используют поверхностные вибраторы. Такой метод гораздо более эффективен, так как уплотнение грунта идет быстрее. Вибрирование не очень эффективно для глинистых грунтов. Для глубинного уплотнения слабых грунтов используют песчаные или грунтовые сваи. Их уплотняют также цементацией и силикатизацией.

Классификация грунтов по группам

Определение свойств грунта на участке и правильная классификация грунтов помогает в правильном выборе типа несущей части постройки. Следует помнить, что строящееся сооружение поддерживается не фундаментом, а фундаментом под ним, то есть грунтом. Несущие конструкции передают нагрузку только от верхних элементов. Чтобы выбрать фундамент, необходимо ознакомиться с классификацией грунтов по группам в строительстве и с ее зависимостью от различных характеристик.

Так, разделение почв на типы осуществляется на основании ГОСТ 25100-2011. Этот документ содержит большое количество таблиц с учетом различных характеристик.
Геологические изыскания проводятся для определения типа грунта. На этом этапе необходимо изучить важнейшие свойства основы.

Виды грунтов

I – категория – Песок, супесь, суглинок лёгкий влажный, грунт растительного слоя, торф
II – категория – Суглинок, гравий мелкий и средний, глина лёгкая влажная
III – категория – Глина средняя или тяжёлая, разрыхлённая, суглинок плотный
IV – категория – Глина тяжёлая. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: растительный слой, торф, пески, супеси, суглинки и глины
V – категория – Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк. Мягкий конгломерат. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 30% по объёму.
VI – категория – Сланцы крепкие. Песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк. Мягкий доломит и средний змеевик. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму
VII – категория – Сланцы окварцованные и слюдяные. Песчаник плотный и твёрдый мергелистый известняк. Плотный доломит и крепкий змеевик. Мрамор. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 70% по объёму.

щебень

Классификация грунтов по степени пучинистости

Морозное пучение является одной из самых актуальных проблем при строительстве в холодных регионах, где зимой температура опускается ниже нуля. Это явление вызвано одновременным воздействием на почву влаги и холода. При этом основание увеличивается в размерах и оказывает давление на подошву и боковую поверхность фундаментов.

Чтобы избежать негативных последствий, важно вовремя принять меры по борьбе с пучением. Для этого до начала строительства потребуется определить классификация грунтов, к какой из групп относятся виды грунта, расположенные на участке под дом.

Таблица ниже основана на ГОСТ 25100-2011 и СП 243.1326000.2015 (приложение А). В ней приведены грунты и их склонность к возникновению сил морозного пучения.

Тип основания	Тип местности по характеру увлажнения почвы	Степень пучинистости
Крупнообломочный грунт, песок гравелистый, крупный, средней крупности, в котором содержится менее 2% пылеватых частиц	любой	условно непучинистый
То же с содержанием пылеватых частиц до 15%	1	условно непучинистый
Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 2%	1	условно непучинистый
Песок гравелистый, крупный, средней крупности с содержанием пылеватых частиц до 15%	2, 3	слабопучинистый
Песок мелкий с содержанием пылеватых частиц до 15%	1, 2	слабопучинистый
Пылеватые песок, супесь, суглинок (тяжелый)	1	слабопучинистый
Легкая супесь	1	слабопучинистый
Легкий суглинок, тяжелая глина	1	слабопучинистый
Легкая супесь	2, 3	пучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	1	пучинистый
Легкий суглинок, тяжелая глина	2, 3	пучинистый
Пылеватые песок, супесь, суглинок (тяжелый)	2, 3	сильнопучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	2	сильнопучинистый
Пылеватые тяжелая супесь и легкий суглинок	3	чрезмернопучинистый

подготовка песка для бетона

Классификация группы грунтов для смет в строительстве

Наименование и характеристика грунта	Средняя плотность, кг/см2	Используемая техника
I группа грунта
Галька и гравий размером до 80 мм	1700 – 1800
Грунт растительного слоя без корней и с корнями	1200
Лёсс естественной влажности рыхлый с примесью гравия и гальки	1600 – 1750	Грунторез 2086.31-51
Песок всех видов, в том числе с примесью щебня, гравия или гальки	1600 – 1700	Агрегат траншейный АТ
Солончак и солонец, мягкие	1600	Агрегат траншейный АТМ
Суглинок легкий и лессовидный	1700
Супесок всех видов, в том числе с примесью гравия, щебня или строительного мусора	1600 – 1900	Агрегат траншейный АТМ-11
Торф без корней и с корнями толщиной до 30 мм	600	Грунторез ЭТЦ 1609
Чернозем и каштановые земли естественной влажности	1300
Шлак котельный	750
II группа грунта
Галька и гравий размером более 80 мм с примесью булыг	1900
Глина жирная мягкая или насыпная, слежавшаяся с примесью щебня или гравия до 10%	1800
Грунт растительного слоя с примесью гравия, базальтового щебня или строительного мусора	1400	Грунторез 2086.31-51
Мерзлые грунты песчаные, предварительно разрыхленные	1750	Агрегат траншейный АТ
Суглинок с примесью гравия, щебня, булыг или строительного мусора	1750 – 1950	Агрегат траншейный АТМ
Строительный мусор рыхлый и слежавшийся	Агрегат траншейный АТМ-11
Торф с корнями толщиной более 30 мм	600	Грунторез ЭТЦ 1609
Чернозем и каштановые земли отвердевшие	1200
Щебень всякий, а также с примесью булыг	1750 – 1950
Шлак металлургический выветрившийся	1600
III группа грунта
Глина жирная мягкая или насыпная, слежавшаяся с примесью щебня, гравия или булыг более 10%	1950	Грунторез 2086.31-51
Глина тяжелая ломовая	1900	Агрегат траншейный АТ
Солончак и солонец, отвердевшие	1800	Агрегат траншейный АТМ
Строительный мусор сцементированный	1800	Агрегат траншейный АТМ-11
Шлак металлургический невыветрившийся	1800	Грунторез ЭТЦ 1609
IV группа грунта
Гипс мягкий	2200
Глина мореная с примесью до 30% валунов	1950
Глина сланцевая	1950
Глина твердая	2000	Грунторез 2086.31-51
Лёсс отвердевший	1800	Агрегат траншейный АТ
Мел мягкий	1550	Агрегат траншейный АТМ
Мореные грунты с валунами	2100	Агрегат траншейный АТМ-11
Опоки	1900
Скальные грунты предварительно разрыхленные	1800
Скальные грунты, не требующие разрыхления	1750
Трепел слабый	1500
V группа грунта
Мерзлые грунты глинистые и суглинистые	1850	Агрегат траншейный АТ

Грунты и их характеристики

Плывуны – содержат мелкие глинистые или песчаные частицы, разбавленные водой. Степень плывучести определяется по количеству воды в грунте.
Сыпучие грунты (песок, гравий, щебень, галька) состоят из слабосцепленных между собой частиц разного размера.
Мягкие грунты – содержат слабосвязанные между собой частицы землистых пород (глинистых или песчано-глинистых).
Слабые грунты (гипс, глинистые сланцы и др.) состоят из слабосвязанных между собой частиц пористых пород.
Средние грунты – (плотные известняки, плотные сланцы, песчаники, известковый шпат) состоят из связанных между собой частиц пород средней твердости.
Крепкие грунты – (плотные известняки, кварцевые породы, полевые шпаты и др.) содержат связанные между собой частицы пород большой твердости.

Скачать ГОСТ 25100-2011 .pdf Грунты и их классификация

Сведения о государственном стандарте ГОСТ 25100-2011

Стандарт разработан рациональным объединением изыскателей (НОИЗ), Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторским технологическим институтом (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова – институтом ОАО “НИЦ “Строительство”, Институтом геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Московским государственным университетом (МГУ) им. М.В. Ломоносова при участии ОАО “Росстройизыскания”, ОАО “Фундаментпроект”, Государственного унитарного предприятия г.Москвы “Мосгоргеотрест”, ОАО “ГСПИ”, ООО “Мостдоргеотрест”, Государственного предприятия Московской области “Мособлгеотрест”, Московского геологоразведочного института (МГРИ-РГГРУ), Московского государственного строительного университета (МГСУ)

Стандарт ГОСТ 25100-2011 внесен техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство и классификация грунтов”

обустройство кустовых площадок

Какой фундамент выбрать в зависимости от грунта

Основа любого фундамента – это грунт. С его изучения начинается строительство любого сооружения. В этой статье мы расскажем, почему так важно знать особенности грунта, на котором будет стоять ваш фундамент. Также мы рассмотрим каждый из самых распространенных грунтов (плодородный слой, песчаные, глинистые, торфяные и скалистые грунты, суглинки и супеси) и их особенности.

Почему грунт так важен?

Выбор типа фундамента начинается на этапе проектирования здания. Самая главная характеристика грунта – его несущая способность, исходя из нее выбирают основание будущего дома. Поэтому не доверяйте советам соседей или информации из интернета. Некорректная оценка геологии приведет к разрушению не только фундамента, но и всего дома.

Стоит упомянуть, что универсального фундамента не существует. Для каждых конкретных условий, которые создают грунты, вес, размер конструкций и рельеф необходимо разрабатывать индивидуальный проект. Для этого проводятся геологические изыскания, в ходе которых специалисты оценивают характеристики грунта. С этой целью бурят скважины, из которых извлекают пробы грунта. Затем их исследуют в лаборатории. Результатом такой работы становится отчет с подробным описанием грунтов. В него входит информация о плотности, прочности, модуле деформации, а также геологический разрез с указанием мощностей грунтов и геологических условий для конкретного участка.

Давайте рассмотрим разные типы почв и их влияние на тип фундамента

Плодородный слой

В Ленинградской области толщина плодородного слоя составляет в среднем 300мм, но может достигать 700-800мм.

Пригодность и особенности: Он непригоден для основания фундамента, так как этот слой слабонесущий, обладает сильно просадочными свойствами, удерживает воду.

Варианты действий: плодородный слой, как правило, является верхним. Мы рекомендуем снимать его перед началом строительства.

Плодородный слой

Песчаные грунты.

Для примерной оценки грунта на месте строительства можно выполнить следующее: взять горсть влажного грунта, который залегает ниже плодородного слоя и раскатать его между ладоней в шнур. Песчаный грунт вам не поддастся и рассыплется.

В песчаных грунтах не задерживается влага, они слабо промерзают. При правильном уплотнении песок может держать и большую нагрузку.

Но важно знать, что составлять основание участка могут как плотные, так и рыхлые пески, и разница для выбора фундамента огромная.

На плотных песках можно строить практически все виды фундаментов. Стоит помнить, что пылеватые и водонасыщенные пески могут обладать тиксотропными свойствами. Другими словами, песок переходит из твердого состояния в текучее – становится плывуном. Это сильно влияет на ход строительных работ. Например, когда забивают сваи в разжиженный грунт, это происходит настолько легко, что возникают сомнения в прочности конструкции.

Для таких грунтов обязательна консультация специалиста. При наличии плывунов на участке чаще всего применяют технологию замещения грунта, либо упрочнение грунта путем силикатизации, цементации или другими способами.

Песчаные грунты

Глинистые грунты.

Самостоятельно определить глинистый грунт можно следующим образом : взять горсть грунта и попробовать скатать его в шнур и легко сложить в кольцо.

Глинистые грунты крайне нестабильны. При промерзании они пучатся, когда грунт сухой – он может выдерживать большие нагрузки, а в пластичном состоянии нет. Поскольку глина плохо пропускает воду, необходимо предусмотреть дренаж участка. Плотные глины подходят для большинства типов фундаментов. Следует обращать внимание на уровень УГВ понимать, что при увлажнении глина теряет несущую способность.

Глинистые грунты

Суглинки и супеси

Супесь своими характеристиками ближе к песчаным грунтам. Суглинок же нечто среднее между песчаным и глинистым грунтом. Поэтому, если вы легко раскатываете влажную почву в ладонях – это супесь. Если почва разламывается – суглинок.

Эти типы грунтов представляют собой пограничное состояние между песчаной и глинистой почвой.

Суглинок – на треть состоит из глины. Она, в свою очередь состоит из маленьких частиц-пластинок. Остальная часть содержимого включает в себя песок и другие примеси. Цвет грунта может быть разным.

Частицы глины хорошо впитывают и удерживают воду, поэтому пористость такой почвы считается сравнительно большой. Когда суглинок поглощает воду, она задерживается там даже когда он высыхает. Поэтому замерзая, вода кристаллизуется в лед, а расширяясь он увеличивает и объем почвы. Чем больше глины в грунте – тем сильнее выражена эта особенность. Также чем больше глины – тем пластичнее почва. По содержанию влаги суглинок превосходит супесь.

Супесь содержит большую долю песка и меньшую глины. Поэтому в супеси меньше влаги, чем в других глинистых почвах. Именно от показателя влажности зависит консистенция грунта, которая говорит об его устойчивости. Супеси подразделяют на: твердые, пластичные и текучие.

В сухом состоянии супесь служит хорошим основанием, ее даже относят условно к непучинистой группе. Но водонасыщенная при малой плотности является текучей и сильно вспучивается при замерзании.

Суглинки и супеси

Торфяные грунты

Торфяные грунты довольно часто встречаются в Лен области.

Они непригодны в качестве естественного основания, т.к. легко насыщаются водой, сильно вспучиваются, неравномерно сжимаются. При наличии торфа на участке, консультация специалиста обязательна. Толщина торфяного слоя может быть и 0.5 м а может и 5 м. При наличии торфа обязательны геологические изыскания. Основными решениями для такого грунта являются либо замена грунта, либо переход на свайную конструкцию. Тип фундамента следует выбирать исходя из решения по устройству основания.

Торфяные грунты

Скалистые грунты.

В Ленинградской области встречаются редко.

Эти грунты выдерживают большую нагрузку, не промерзают и не подвержены проникновению вод в почву. Такой тип грунта подходит практически для любого типа фундамента.

Скалистые грунты.

Мы рассказали вам об особенностях различных типов грунтов. Также есть множество пограничных вариантов. И каждый тип грунта может находиться в любом состоянии в зависимости от состава, УГВ и техногенных факторов.

Рекомендуем перед началом проектирования и именно проектирования обратиться к специалистам и провести оценку грунта для подбора верного типа фундамента.

Автор: Александр Слыховский, руководитель отдела по работе с клиентами.

1 – Проведение геологических изысканий перед началом подготовки участка.
2 – Контроль на всех этапах расчистки территории ведется строителями, которые обычно возводят фундаменты.
3 – Проведение топографической съемки, изучение рельефа местности и принятие соответствующих мер.

Увеличение объемов работ на этапе строительства дома, значительное увеличение бюджета.

Неравномерная осадка фундамента, приводящая к трещинам и перекосу здания

Многократное увеличение объема отсыпок под фундаментом. Подтопление участка. Усложнение возможности подключения инженерных сетей.

1 – Перед началом работы не исследовали грунт.

2 – Отсутствует контроль выборки посадочных слоев.

3 – Не учтен рельеф участка

Руководствуясь действующим законодательством Российской Федерации (Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 152-ФЗ «О персональных данных»), а также предписаниями Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), ООО «Фундамент-СПб» уведомляет Вас о порядке сбора, обработки и хранения персональных данных, полученных из сети интернет. В зависимости от использования Вами тех или иных функций сайта могут быть получены следующие персональные данные: ФИО, адрес электронной почты, номер телефона. Персональные данные собираются с целью консультации пользователей о предоставляемых услугах посредством обмена текстовыми сообщениями, телефонными звонками либо письмами электронной почты. Мы удаляем индивидуальные данные, предоставляемые Вами добровольным образом, включая имена, адреса электронной почты и телефонные номера.

Мы не передаём Ваши персональные данные третьим лицам. На сайте используются технологии, позволяющие собрать некоторые технические сведения о пользователе, в частности — адрес интернет-протокола; операционную систему Вашего устройства и его тип; интернет-браузер, используемый для просмотра нашего сайта, а также данные о веб-сайтах и других способах источников перехода на наш сайт. В эту группу собираемых данные не входят персональные данные, они собираются исключительно в целях отображения статистических данных об использовании нашего сайта. На пользователей сайта может быть направлен маркетинг на базе списков пользователей, с применением систем провайдеров услуг третьей стороны (например, Google). В маркетинге на базе списков пользователей используются списки, составленные по использованным на данном сайте файлам куки. При осуществлении маркетинга на базе списков пользователей соблюдается, в частности, политика персонализированной рекламы Google Inc., последнюю версию которой можно прочитать по адресу https://support.google.com/adwordspolicy/answer/143465?hl=ru. Управлять настройками рекламных инструментов Google-маркетинга Вы можете на странице: http://google.com/ads/preferences.

С персональными данными, предоставляемыми в добровольном порядке осуществляется совершение следующих операций: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка). В соответствии с действующим законодательством предоставление какой-либо информации о не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено. Мы не проверяем достоверность персональных данных, предоставляемых пользователем, и не имеем возможности оценивать Вашу дееспособность. Мы исходим из того, что Вы предоставляете достоверные персональные данные и поддерживаете такие данные в актуальном состоянии. Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мною в любое время на основании письменного заявления.