Виды и свойства грунтов, используемых в качестве оснований

Полускальные грунты представляют собой также сплошные массивы, но состоят из частиц, слабее связанных между собой, чем в скальных грунтах (мергели, окремненные глины). К ним же относятся неводостойкие сплошные породы (гипс и др.).

Крупнообломочные грунты - несцементированные залежи обломков скальных пород с размерами обломков свыше 2 мм.

Песчаные грунты состоят в основном из частиц крупностью от 0,05 до 2 мм. Различают пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может воспринять. Сжимаемость плотного песка невелика, скорость уплотнения под нагрузкой значительна. Поэтому осадка сооружений, основанных на песке, быстро прекращается (обычно к моменту завершения строительства).

Частицы грунта крупностью от 0,05 до 0,005 мм называются пылеватыми. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, то грунт называется пылеватым. Наличие в грунте пылеватых частиц ухудшает его строительные качества.

Глины имеют в своем составе более 30% частиц крупностью до 0, 005 мм. В отличие от песка глины имеют тонкие капилляры и большую удельную поверхность соприкасания между частицами. Капиллярные силы всасывают воду, которая заполняет все поры глины и образует водоколлоидные пленки, обволакивающие частицы скелета грунта. Этим создается взаимное притяжение частиц, обусловливающее связность глинистого грунта. Так как поры глины заполнены водой, то при промерзании глины происходит ее пучение.

Сжимаемость глинистых грунтов больше, чем песчаных, но скорость уплотнения под нагрузкой значительно меньше. Поэтому осадка сооружений продолжается длительное время. Несущая способность глинистого основания зависит от его влажности. Сухая глина может выдерживать большую нагрузку, а в пластичном и особенно в разжиженном состоянии расчетное сопротивление глины резко снижается.

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

Некоторые супеси и другие мелкозернистые грунты, разжиженные водой, становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость, поэтому получили название плывунов. Плывуны непригодны для использования в качестве оснований.

Лёсс по гранулометрическому составу относится к пылеватым суглинкам. Характерным признаком его является наличие крупных и длинных пор (макропор) в виде вертикальных трубочек. В сухом состоянии лёсс может служить хорошим основанием, но при замачивании размокает и под нагрузкой быстро уплотняется, образуя просадки. Поэтому лёссовидные грунты называются просадочными, и если они являются основанием сооружения, то должны быть приняты меры, исключающие возможность их замачивания.

Грунты основания под действием нагрузки сжимаются, и фундамент опускается относительно своего первоначального положения, т. е. происходит осадка здания.

Несущая способность грунта основания определяется величиной нагрузки, при которой получается осадка, допустимая по величине и равномерности для данного здания или сооружения. Величина этой нагрузки, измеряемая в килограммах на 1 кв. см площади основания, называется расчетным сопротивлением основания, или допустимым давлением на него.

Можно выделить три фазы осадки фундамента в зависимости от давления: фазу уплотнения; фазу сдвигов; фазу прогрессирующего течения или выпирания грунта. В первой фазе осадки происходят за счет уплотнения грунта, они пропорциональны давлениям и с течением времени затухают.

Во второй фазе осадки происходят главным образом за счет сдвигов частиц грунта в сторону от фундамента. В начале этой фазы под краями фундамента начинают развиваться области сдвигов (области с предельным равновесием), которые с увеличением давления растут и достигают своих максимальных значений, сливаясь на оси фундамента. Эта фаза характеризуется нелинейной зависимостью между давлением и осадкой, которая со временем не затухает.

В третьей фазе, за счет выпирания грунта из-под подошвы фундамента по образующимся поверхностям скольжения, происходят катастрофические осадки.

Согласно СН и П при определении расчетного сопротивления грунта принято условие, которым допускается развитие областей с предельным равновесием на глубину, равную 1/4 ширины подошвы фундамента.

Новости светотехники