Определение характеристик грунта на участке помогает грамотно подобрать тип опорной части здания. Важно помнить, что дом держат не фундаменты, а основание под ними (т.е. грунт). Несущие конструкции лишь передают нагрузку от выше лежащих элементов. Чтобы подобрать фундаменты, необходимо ознакомиться с классификацией грунтов по группам в строительстве в зависимости от различных признаков.

Разделение почв на виды проводится на основании ГОСТ 25100-2011. В этом документе представлено большое количество таблиц, учитывающих разные характеристики.

Чтобы определить тип грунта проводятся геологические изыскания. На этом этапе необходимо изучить наиболее важные свойства основания:

• прочность;
• связность;
• водопроницаемость;
• степень пучинистости.

Также потребуется выяснить водонасыщенность почвы и расположение уровня грунтовых вод. Геологические изыскания для крупных объектов проводятся профессионалами, точные характеристики грунта определяются в процессе лабораторных исследований. Для частного строительства можно выполнять изыскания вручную. При этом тип грунта определяется «на глаз».

Согласно ГОСТ 25100-2011 все основания делятся на три больших класса: скальные, дисперсные и мерзлые . Иногда в отдельную категорию выделяют виды, образовавшиеся в результате деятельности человека, - техногенные.

Мерзлыми могут быть все виды оснований. Связность между частицами обеспечивается не только за счет структурных сил, но и с помощью криогенных связей (ледяных). Прочность таких почв велика, но только в замороженном состоянии.

Скальные

Скальные почвы представляют собой очень прочный массив с жесткими структурными связями. Основания могут иметь различное происхождение, а также физические и механические характеристики. Встречаются такие виды достаточно редко, они представлены в основном такими почвами:

• гранит;
• кварцит;
• мрамор;
• базальт;
• песчаник;
• известняк;
• гипс;
• сланцы.

Скальные грунты плохо сжимаются, не образуют пустот и трещин. Такая почва является идеальным вариантом для строительства незаглубленных фундаментов. Они практически не деформируются, поэтому нет вероятности неравномерных осадок, которые опасны для зданий и приводят к появлению наклонных трещин на стенах. В зависимости от прочности скальные грунты могут быть:

• очень прочные, прочные, среднепрочные и малопрочные (скальные);
• понижено-прочные, с низкой прочностью и с очень низкой прочностью (полускальные).

Дисперсные

Такие виды оснований являются самыми распространенными. Связи между частицами грунта здесь могут быть механическими или водно-коллоидными. Последние обеспечиваются за счет взаимодействия частичек грунта и воды. Практически все такие почвы имеют осадочное происхождение.

В таблице показано разделение дисперсных грунтов на группы и подгруппы.

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, 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
	1	слабопучинистый
Легкая супесь	1	слабопучинистый
	1	слабопучинистый
Легкая супесь	2, 3	пучинистый
	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

Цифры в типе местности по характеру увлажнения грунта определяются по СП 34.13330.2012 (приложение В) и означают:

• 1 - при наличии поверхностного отвода влаги от здания и глубоком расположении уровня грунтовых вод (УГВ);
• 2 - при отсутствии поверхностного отвода влаги и глубоком расположении УГВ;
• 3 - при отсутствии поверхностного отвода влаги и высоком расположении УГВ.

Гравий (окатанный) и щебень (с острыми краями).

При строительстве важно помнить, что абсолютно непучинистых грунтов не существует. Пучение появляется не из-за основания, а из-за влаги и отрицательных температур. Любая почва зимой при наличии в ней воды может оказать давление на фундаменты. К группе условно непучинистых оснований отнесены те, которые крайне редко приводят к возникновению опасного явления. В этих случаях особые меры по защите конструкций здания от морозного пучения чаще всего не предусматриваются.

К мерам по предотвращению сил морозного пучения относятся гидроизоляция, утепление, дренаж, утепленная отмостка, устройство ливневой канализации. Эти мероприятия предусматриваются в комплексе для всех типов пучинистых грунтов:

• слабопучинистых;
• пучинистых;
• сильнопучинистых;
• чрезмернопучинистых.

Как определить группу грунта при строительстве

При частном строительстве вместо полноценных геологических исследований могут быть проведены ручные работы. Существует два метода:

• отрывка шурфов;
• ручное бурение.

Отрывка шурфов для визуального изучения грунта.

Слои грунта при этом изучают визуально. Чтобы стало ясно, как определить какой тип грунта на участке строительства визуально, рекомендуется ознакомиться с таблицей ниже.

Тип основания	Описание
Скальные грунты	Сплошной массив без пустот, возможны небольшие трещины, практически не поддается сжатию
Крупнообломочные грунты	Представляют собой обломки скальных пород. К этой группе относятся щебень, дресва, гравий и галька. Гравий (размеры частиц от 1 мм до 1 см) и галька (размеры частиц от 1 см до 20 см) имеют окатанные края. Дресва (2-10 мм) и щебень (1-20см) имеют острые грани.
Пески	Несвязные грунты с размером частиц от 0,05 до 2 мм. По размеру фракции делятся на 5 групп: гравелистые 1-2 мм; крупные 0,5-1 мм; средние 0,25-0,5 мм; мелкие 0,1-0,25 мм; пылеватые 0,05-0,1 мм
Глины	Состоят из пылеватых частиц размерами менее 0,05 мм связанных между собой. Без трещин и разрывов раскатывается в шнур или лепешку, скатывается в шарик. На несущую способность такого основания сильно влияет влажность. Пластичная глина легко деформируется и хорошо держит форму, в ладони при этом создается ощущение прохлады. Твердая глина тяжело деформируется. Текучая глина легко деформируется и плохо держит форму, ее прочностные характеристики очень низкие. Чтобы отличить глину от супеси и суглинка, необходимо растереть грунт в руках, при растирании глины не должны чувствоваться песчаные частички.
Суглинки	Если грунт визуально похож на глину, но при растирании чувствуются песчаные частицы, это суглинок. Тип суглинка также определяется при растирании: песок чувствуется, комочки грунта легко раздавливаются, при рассматривании видны песчинки на фоне пылеватых частиц - легкий; песка мало, комки раздавливаются, при раскатывании в шнур рвется на кусочки - средний; чувствуется песок, комочки тяжело раздавить, легко раскатывается в длинный шнур - тяжелый.
Супеси	При растирании чувствуются пылеватые и песчаные частицы. Песка больше, чем в суглинке. Скатать такой грунт в шнур сложно, материал распадается на кусочки. Делится на типы: легкая с преобладанием крупного песка; и тяжелая с преобладанием мелкого.
Лесс	Глинистый тип основания, имеет палевый цвет. Отличается высокой пористостью, легко размокает.

Прочностные характеристики грунтов

Окончательным этапом геологических исследований (как лабораторных, так и упрощенных) должна стать прочность грунтов на участке. Она будет определять геометрические размеры фундамента и материалы, использованные для изготовления (например, арматура для железобетонных конструкций).

В зависимости от того, какие виды грунтов залегают на участке, меняется несущая способность основания. Для расчетов чаще всего необходимо значение, которое показывает максимальную нагрузку в кг на 1 см2 площади. Классификация грунтов по прочности приведена в таблице.

Тип грунта	Расчетная несущая способность
	для фундаментов мелкого заложения (1 - 1,5 м)	для фундаментов глубокого заложения (2-2,5 м)
Щебень и галька	4,5 кг/см 2	6 кг/см 2
Щебень и галька с включением глинистых частиц	2,8 кг/см 2	4,2 кг/см 2
Дресва и гравий	4 кг/см 2	5 кг/см 2
Песок гравелистый и крупной фракции	3,2 кг/см 2	5,5 кг/см 2
Твердые глины	3,0 кг/см 2	4,2 кг/см 2
Пластичные глины	1,6 кг/см 2	2 кг/см 2
Песок средней фракции	2,5 кг/см 2	4,5 кг/см 2
Песок мелкой фракции (с невысокой влажностью)	2 кг/см 2	3,5 кг/см 2
Песок мелкой фракции (с высокой влажностью)	1,5 кг/см 2	2,5 кг/см 2
Суглинки	1,7 кг/см 2	2 кг/см 2
Супеси	1,5 кг/см 2	2,5 кг/см 2

Если правильно определить, какие виды грунта залегают на участке строительства, выбрать геометрические размеры фундамента и их конструкцию в зависимости от свойств основания, можно не переживать за долговечность и надежность здания.

Целью проведения инженерно-геологических исследований перед началом строительства является определение характеристик и особенностей используемых грунтов, которые станут основой для укладки фундамента здания или сооружения. Для того чтобы упростить эти манипуляции, можно использовать строительную классификацию почвы. Перед началом работ необходимо узнать, какие свойства имеют грунты, а также какие их виды существуют. Об этом и о многом другом мы подробно поговорим в нашей статье.

Разновидности грунтов и их строительная классификация

Если вас интересует классификация грунтов, то необходимо знать о том, что они разнообразны по составу, характеру залегания, а также структуре. Согласно СНиП II-15-74 ч.2, можно выделить почву по классификациям. Таким образом, грунты делятся на скальные и нескальные. Первые обладают жесткими структурными связями, в качестве которых могут выступить цементные и кристаллизационные элементы. Вторая разновидность почв не имеет подобных свойств.

Особенности скальных грунтов

О чем нам может рассказать классификация грунтов? Всестороннее изучение этого раздела поможет сделать правильный выбор территории для будущего строительства. Итак, приступим к изучению. В первую очередь отметим, что почвы бывают скальными. Что это значит? Такие грунты залегают сплошным массивом или трещиноватым слоем. Среди них можно выделить магматические почвы - диориты, граниты, а также метаморфические - кварциты, гнейсы и сланцы. Также бывают искусственные и осадочные грунты. Среди последних можно выделить конгломераты и песчаники, которые еще называют сцементированными.

Такая классификация грунтов указывает на их водоустойчивость и несжимаемость. Подобные почвы не подвергаются промерзанию при холодных температурах, а если в них нет трещин и всевозможных пустот, то они обладают свойствами надежности и прочности. Если говорить о трещиноватых слоях, то они отличаются не столь высокими показателями. Скальная разновидность грунтов имеет определенный предел прочности, растворимости, засоленности и размягченности.

Характеристики нескальных грунтов

Если вас интересует классификация грунтов по группам в строительстве, то вы должны знать еще и о нескальных грунтах, которые представляют собой осадочные породы, лишённые жестких структурных связей. Такие почвы можно разделить по фракционности частиц. Они могут быть биогенными, крупнообломочными, пылеватыми и глинистыми, а также песчаными. В качестве особенности данных почв можно выделить их дисперсность и раздробленность, это и отличает их от более прочных скальных пород.

Описание крупнообломочных почв

Перед строительством мастером должна быть обязательно рассмотрена классификация грунтов. Это позволит понять, какими характеристиками обладает почва на территории застройки. Она может быть крупнообломочной, при этом не связанные друг с другом обломки скальных пород обладают отдельными обломками, диаметр которых превышает 2 миллиметра. Таких частиц должно быть больше половины. По гранулометрическому составу подобные почвы можно подразделить на валунные и галечниковые. Первая разновидность предполагает наличие элементов, диаметр которых превышает 200 миллиметров. Если преобладает количество необходимых частиц, то почва имеет глыбовый состав. Вторая разновидность предусматривает наличие отдельных элементов диаметром больше 10 миллиметров. Если они обладают острыми гранями, то почва называется щебенистой.

Гравийный грунт имеет в своем составе неоткатанные элементы, диаметр которых превышает 2 миллиметра. Среди них можно выделить дресву, щебень, гальку и гравий. Такие гранулы выступают в качестве отличного основания, если под ними залегает достаточно плотный слой. Когда вами рассматривается классификация грунтов по группам в строительстве, необходимо учесть, что вышеупомянутая почва сжимается незначительно и выступает в роли довольно надежного основания. Если в составе содержится более 40% заполнителя в виде песка или 30% пылеватых и глинистых масс, учитывается исключительно мелкая составляющая почвы. Это обусловлено тем, что именно она станет определять несущую способность. У крупнообломистых грунтов может быть качество пучинистости, если мелкая составляющая - это глина или пылеватый песок.

Описание песчаных грунтов

Если вас интересует гранулометрическая классификация грунтов, то вы должны рассмотреть возможность наличия на выбранной территории песчаной почвы. Она состоит из зерен кварца и иных минералов, диаметр которых может находиться в пределах от 0,1 до 2 миллиметров. При этом глины должно содержаться не более 3 процентов, а пластичность у таких почв и вовсе отсутствует. Пески можно подразделить по фракционному составу и параметрам преобладающих фракций. Например, гравелистые пески обладают диаметром элементов, который превышает 2 миллиметра. Что касается крупных составляющих, то их диаметр начинается от 0,5 мм. Составляющие средней крупности имеют размер более 0,25 мм, а мелкие - от 0,1 мм.

Что касается пылеватых почв, то их элементы имеют диаметр в пределах 0,05-0,005 мм. Если в песке содержатся частицы, размер которых находится в пределах от 15 до 50%, то их можно назвать пылеватыми. Чем более крупным и чистым окажется песок, тем более внушительную нагрузку будет способно претерпевать основание, выполненное из него. Сжимаемость плотной почвы подобного типа невелика, однако уплотнение под воздействием нагрузки происходит достаточно скоро, по этой причине осадка сооружений на подобных грунтах довольно скоро прекращается. Если вас интересует классификация песчаных грунтов, то вы должны знать о том, что они не обладают качествами пластичности. При наличии на территории песков средней и крупной фракционности, а также гравелистой разновидности почвы, грунт уплотняется под воздействием нагрузки и подвергается незначительному промерзанию.

Особенности пылеватых и глинистых почв

Перед началом строительства вами должен быть изучен состав грунтов. Классификация грунтов позволит понять, есть ли на территории пылеватые и глинистые слоя. Они содержат частицы, размер которых находится в пределах 0,05-0,005 мм. Могут быть в составе и глинистые элементы, габариты которых меньше 0,005 миллиметра.

Среди подобной разновидности почвы можно выделить грунты, которые способны проявлять неблагоприятные специфические особенности при воздействии воды, что может выразиться в набухании или просадке. К последней разновидности относятся почвы, которые под воздействием всевозможных факторов и своей массы дают значительную усадку. Если говорить о набухающих грунтах, то они способны увеличиваться в объеме при намокании, а также уменьшаться при высыхании.

Глинистые грунты

Если вас интересует классификация глинистых грунтов, то вы должны знать о том, что они состоят из отдельных элементов, фракция которых - меньше 0,005 мм. Такие составляющие обладают чешуйчатой формой, среди них можно заметить мелкие песчаные вкрапления. Если проводить сравнение с песком, глина обладает тонкими капиллярами и значительной удельной поверхностью соприкосновения между элементами. По той причине, что поры описываемых почв в ряде случаев заполнены водой, то, промерзая, состав начинает вспучиваться.

Глинистые грунты можно разделить на глины и супеси. На этот параметр влияет число пластичности. В первом случае объем глинистых элементов превышает 30%. В последнем этот параметр варьируется от 3 до 10 процентов. Еще одна разновидность - это суглинки, в них содержание глинистых частиц находится в пределах от 10 до 30%. Если изучается общая классификация грунтов, то необходимо знать о том, что несущая способность описываемых оснований зависит от влажности, которая определяет консистенцию. Если речь идет о сухой почве, то она способна претерпевать значительные нагрузки. Тип глинистого грунта зависит от пластичности, тогда как на разновидность влияет показатель текучести.

Описание лессовых и лессовидных почв

Строительная классификация грунтов выделяет лессовые и лессовидные почвы, которые являются глинистыми грунтами. В них содержится значительное количество пылеватых элементов. Последних в составе подобного грунта более половины, а вот известковые и глинистые можно встретить в незначительном количестве. Почва характеризуется наличием достаточно больших пор, которые имеют вид вертикально ориентированных трубочек. Их можно увидеть невооружённым глазом. Данные почвы, находясь в сухом состоянии, имеют высокую пористость, которая находится в пределах 40 процентов. Прочность подобного основания весьма велика, однако, увлажняясь, такие грунты дают большие осадки.

Классификация грунтов по группам относит некоторые почвы к осадочным. При воздействии на подобные основания зданий требуется соответствующая защита фундамента от увлажнения. Если в наличии имеются органические примеси по типу болотного торфа и растительного грунта, то почва будет неоднородная по составу и рыхлая. Среди ее качеств можно выделить высокую сжимаемость. В роли естественного основания под сооружения использовать такие почвы не следует, так как при увлажнении они полностью лишаются прочностных характеристик, деформируются, просаживаются, что происходит неравномерно. Если применять такие грунты в качестве основания, то нужно будет принимать меры, которые исключают возможность замачивания.

Особенности плывунов

Перед началом строительства вами должна быть изучена классификация грунтов по трудности разработки. К подобным почвам можно отнести плывуны. Такие грунты при вскрытии начинают передвигаться по типу вязкотекучего тела, они образуют мелкофракционные пылеватые пески, которые обладают глинистыми и илистыми примесями, насыщенными влагой. В момент разжижения почва начинает принимать жидкое состояние и активно передвигаться.

Классификация грунтов в строительстве разделяет подобные почвы на псевдоплывуны и истинные плывуны. Последние отличаются наличием пылеватых и глинистых, а также коллоидных элементов, у которых значительная пористость. Помимо прочего, у таких грунтов незначительная водоотдача. Если говорить о псевдоплывунах, то они представляют собой пески, которые не имеют в составе тонких глинистых элементов, они полностью насыщаются водой, довольно легко расстаются с влагой, водопроницаемы и при гидравлическом градиенте начинают переходить в состояние плывунов. Такие основания почти не пригодны для использования в строительстве.

Особенности биогенных грунтов

Если тщательно изучена классификация грунтов оснований, это позволит исключить ошибки. Таким образом, если на территории имеются биогенные почвы, то они отличаются внушительным содержанием органических элементов. Среди таких грунтов можно выделить сапропели, торф, а также заторфованные грунты. К последним необходимо отнести пылевато-глинистые и песчаные почвы, которые содержат от 10 до 50% органических элементов. Если их количество больше половины, то такой грунт является торфом. К сапропели относятся пресноводные илы.

Описание почв

Почвы представляют собой природные образования, которые составляют поверхностный слой земли. Они обладают качествами плодородия. Биогенные почвы не способны выступить в качестве оснований для сооружений и зданий. Перед началом строительства верхний слой грунта необходимо удалять и использовать для земледелия. Биогенные грунты предполагают необходимость совершения специальных мер, предполагающих подготовку основания.

Особенности насыпных грунтов

Насыпные грунты представляют собой почвы, которые образовались искусственно при засыпке прудов, свалок, оврагов и так далее. Среди них можно выделить те, которые обладают природным происхождением, но имеют нарушенную структуру по причине перемещения. Характеристики подобных грунтов чрезвычайно различны, на эти показатели влияет множество факторов. Среди них можно выделить однородность, степень уплотнения, разновидность исходного материала. Описываемые почвы имеют характеристики неравномерной сжимаемости и в большинстве случаев их недопустимо применять в роли естественных оснований для строительства сооружений и зданий.

Насыпные грунты характеризуются неоднородностью, помимо прочего, в них содержатся всевозможные неорганические и органические материалы, которые значительно ухудшают механические характеристики. Даже если в почвах подобного типа отсутствует органика, в ряде случаев они остаются слабыми в течение множества десятилетий. В качестве основания для строительства насыпной грунт рассматривается индивидуально в зависимости от возраста насыпи. Таким образом, почвы, особенно пески, которые слеживались более 3 лет, могут быть использованы под фундамент негабаритных построек. Однако при этом должно быть соблюдено условие: в них не должно быть растительных остатков и мусора.

В практике можно встретить намывные грунты, которые образовались после очистки озер и рек. Эти почвы имеют название рефулированных насыпных грунтов. Их рекомендуется использовать для оснований зданий. Перед началом строительства обязательно необходимо учесть все вышеприведенные рекомендации по анализу и правильному выбору территории. Это позволит исключить проблемы, которые способны возникнуть в процессе эксплуатации дома. Они могут быть выражены в повреждении фундамента и стен, а также преждевременном выходе элементов постройки из состояния, подходящего для эксплуатации. Как правило, такие здания недолговечны и очень быстро изнашиваются. Кроме этого, неграмотный подбор грунта способен привести к полному разрушению здания, что, в свою очередь, может окончиться большой трагедией для людей.

Классификация грунтов

Классификация грунтов - деление грунтов по различным признакам. По природе различают: - несвязные грунты: галька, щебень, гравий, песок; - связные грунты: супесь, суглинок, глина; и - скалу.

Грунты, обладающие только силами сухого трения, называются несвязными. К ним относятся крупнообломочные (гравелисто-галечниковые) и песчаные грунты. Грунты, характеризующиеся наличием сил сцепления между частицами, носят название связных. К таким группам относятся глины и суглинки. Промежуточное положение занимают так называемые малосвязные грунты. Наряду с силами трения они обладают слабо выраженными силами сцепления. К этой группе грунтов относятся супеси. Гранулометрический и химико-минералогический состав грунта, а также количественное соотношение в нем твердой и жидкой фаз обусловливают его физико-механические свойства, которые, в свою очередь, влияют на эффективность разработки и выбор оптимальных технологических параметров применяемых средств механизации.

Несвязные грунты

Несвязные породы - песок, гравий и другие рыхлые породы, у которых отсутствуют связи между частицами.

Таблица 1: Параметры и классификация грунтов

Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии и составляет, например, для песчаных-1,08-1,17, суглинистых- 1,14-1,28 и глинистых грунтов 1,24-1,3.

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т. д. уплотняется. Однако грунт все же не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта - Ко.р, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01-1,025, суглинистых - 1,015-1,05 и глинистых- 1,04-1,09.

рунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем выемки в плотном грунте (в зависимости от грунта) будет меньше объема перевозимого грунта. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального рыхления Кр, который представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.
Коэффициенты разрыхляемости некоторых горных пород имеют следующие значения.
Песок, супесь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,1-1,2
Растительный грунт, глина, суглинок, гравий 1,2-1,3
Полускальные породы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,3-1,4
Скальные породы:
средней прочности. . . . . . . . . . . . . . . . . 1,4-1,6
прочные. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,6-1,8
очень прочные. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,8-2,0
Объем работ по выемке котлованов, отрывке траншей, устройству насыпи, обратной засыпки и т.п. подсчитывается в м3 путем обмера грунта в плотном теле . Т.е. тот грунт что разрабатывается то же количество и засыпается, за минусом объема фундаментов. После чего грунт уплотняется и снова принимает так называемый объем в плотном теле

Грунты и их строительные свойства

Грунт - любая горная порода или почва, представляющие собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени, и используемые как основание, среда или материал для возведения зданий и инженерных сооружений.

Структура грунта - это особенности строения грунта, обусловленные размером и формой частиц, характером их поверхности, количественным соотношением слагающих элементов (минеральных частиц или агрегатов частиц) и характером их взаимодействия друг с другом

Рыхлые грунты - наиболее распространенные строительные материалы. По своему механическому составу эти грунты подразделяются на несвязные и связные.

Связный грунт - грунт, особенность строения которого обусловлена количественным соотношением частиц, обеспечивающих его целостность. К связным грунтам относятся: супесь, суглинок, глина.

Несвязный грунт - грунт, состоящий из частиц размерами от 0,05 до 200 мм. К несвязным грунтам относятся: галька, щебень, гравий, дресва, песок, пыль.

Твердая фаза нескальных грунтов состоит из частиц различной величины и минералогического состава. Частицы грунта в зависимости от их размеров называют: > 200 мм - валуны, 40-200 мм - галька, 2 - 40 гравий, 0,05 - 2 песок, < 0,005 - глина.

Угол внутреннего трения грунта - угол наклона прямой зависимости сопротивления срезу грунта от вертикальной нагрузки к оси абсцисс.
В строительстве классифицируют грунты в зависимости от содержания в них глинистых частиц.
Таблица 3.1 - Основные виды песчано-глинистых грунтов

К наиболее важным показателям грунтов кроме механического состава относятся: плотность, пористость, влажность, внутреннее трение и сцепление, пластичность, разрыхляемость, влажность, водопроницаемость и др.

Плотность - это отношение массы тела к занимаемому объему.

Применительно к грунтам различают:

- плотность частиц грунта - отношение массы сухого грунта к объему только твердой его части, исключая объем пор (от 2.35 до 3.3 т/м3, чаще 2.6 - 2.7 т/м3);

- плотность грунта - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому объему вместе с порами (1.5…2.0 т/м3);

В зависимости от содержания глинистых частиц глины, суглинки и супеси могут быть тяжелыми, средними или легкими.

Пески в зависимости от крупности частиц бывают крупно-, средне- или мелкозернистые.
При разработке грунта его частицы отделяются друг от друга и в последующем занимают большой объем.

Увеличение объема грунта в результате разработки определяется с помощью коэффициента разрыхления. Коэффициент разрыхления Кр - это отношение объема грунта в разрыхленном Vр состоянии к объему который занимает тот же грунт до разрыхления Vе.

Степень разрыхления зависит от механического состава и влажности (табл. 3.2)

Таблица 3.2- Коэффициенты разрыхления основных грунтов

Разрыхляемость грунтов учитывают:

При определении объемов и размеров насыпей при укладке грунта без уплотнения;

При определении объема грунта в состоянии естественной плотности по объему занимаемого рыхлым грунтом;

При определении объема грунта в состоянии его естественной плотности в ковшах землеройных машин.

Для определении толщины слоя подсыпок при укладке грунта без уплотнения.

Кор – коэффициент остаточного разрыхления.

KВ - коэффициент использования рабочего времени машины, представляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченому. Принимается равным 0,85 - 0,9;
KР - коэффициент разрыхления грунта, зависящий от вида грунта и его состояния;

Таблица 9.2 Коэффициенты разрыхления основных грунтов

Общие сведения и классификация грунтов

Г рунты - это любые горные породы (осадочные, магматические, метаморфические) и твердые отходы производства залегающие на поверхности , земной коры и входящие в сферу воздействия на них человека при строительстве зданий, сооружений, дорог и других объектов.

При опенке свойств грунтов, выступающих в роли оснований, большое внимание уделяется их деформативным и прочностным по­казателям. Показатели в большой степени находятся в зависимости от многих других особенностей грунтов: химико-минерального cocтава, структур и текстур, характера взаимодействия грунтов с водой, степени их выветрелости и ряда других. Недоучет тех или иных особенностей свойств «грунтов-оснований» влечет за собой ошибки при проектировании и строительстве зданий и сооружений, что в итоге приводит к утрате прочности грунтов в период эксплуатации.

Прогноз изменений свойств фунтов во времени под влиянием различных воздействий возможен только при условии полной инфор­мации о том, как они сформировались в процессе генезиса и всей последующей их «жизни».

Состояние грунтов

В последнее время специалистами в инженерной геологии уделя­ется большое внимание такой важной категории оценки грунтов, как их состояние. Понятие «состояние грунтов» мы уже рассматривали выше, здесь мы попытаемся несколько упорядочить изложенные ранее сведения. Следует отметить, что пока нет четко сформулированного определения этой категории. К числу характеристик, определяющих состояние фунтов, относят степень трещиноватости, выветрелости, влажности, водонасыщенности, плотности и др. Такие характеристики, как трещиноватость и выветрелость , определяют свойства пород в образце и в массиве; как известно, такая величина, как предел проч­ности на сжатие в образце, существенно превышает ее значения в массиве, иной раз до двух порядков. Степень выветрелости имеет несколько иное влияние на формирование свойств грунтов в образце и в массиве. Трещины выветривания обычно заполнены вторичным минеральным материалом, а это, естественно, резко повышает неодно­родность массива, тем самым уменьшая или, точнее, меняя прочно­стные, деформационные и фильтрационные свойства пород в массиве.

Степень влажности чаще всего учитывают при оценке свойств дисперсных грунтов. Она определяет возникновение, «оживление» и развитие таких неблагоприятных явлений и процессов, как оползни, солифлюкция, в отдельных случаях способствует селеобразованию и ряду других явлений. Степень влажности сказывается на деформаци­онно-прочностных характеристиках массивов грунтов, на консолида­ции грунтов в основании сооружений при приложении к ним нагрузок инженерных сооружений. Очень близко к степени влажности стоит степень водонасыщенности , более применимая в настоящее время к скальным трещиноватым грунтам. Эти две категории определяют способность грунтов деформироваться под нагрузкой, консолидиро­ваться; существенно влияют на прочностные характеристики массивов грунтов; в климатических зонах, подверженных резким колебаниям температур, в районах распространения мерзлых грунтов степень влаж­ности и степень водонасышенности их значительно влияют на моро­зостойкость пород в массиве.

Для дисперсных грунтов особое значение имеет степень их плот­ ности , например, встречаются недоуплотненные пылеватые и песчаные грунты, такие, как эоловые мелкозернистые, распространенные в южной части Кара-Кумов, эолово-морские (дюнные) пески балтий­ского побережья, лессовые грунты различного генезиса.

Недоуплотненное состояние этих грунтов является одной из при­чин просадочных явлений, отчасти разжижения песков, неоднородных деформаций в основании сооружений, нарушения устойчивости пород в откосах естественных и искусственных выемок.

Все перечисленные характеристики состояния грунтов в их «пре­дельных» значениях резко ухудшают свойства массивов при приложе­нии вибрационных, динамических, в частности, сейсмических нагрузок. Сильнотрещиноватые, выветрелые, водонасыщенные или влажные недоуплотненные грунты в массиве значительно снижают возможность использования их в основании ответственных сооруже­ний. При расчетах на сейсмическую устойчивость сооружений, проек­тируемых на грунтах, которые находятся в указанных выше состояниях, согласно действующим нормативным документам, требуется увеличи­вать расчетные значения, учитывающие сейсмические воздействия, внекоторых случаях на 1 балл выше установленной для всего района обшей сейсмической интенсивности.

Классификация грунтов

Классификация грунтов могут быть общими, частичными, регио­нальными и отраслевыми.

Задача общих классификаций-по возможности охватить все наиболее распространенные типы горных пород и охарактеризовать их как грунты. Такие классификации должны основываться исключитель­но на генетическом подходе, при котором оказывается возможным связать инженерно-геологические свойства горных пород с их генети­ческими особенностями и проследить изменение этих свойств от одной группы грунтов к другой. Эти классификации служат базой для разра­ботки всех других видов классификаций.

Частные классификации подразделяют и детально расчленяют грунты на отдельные группы по одному или нескольким признакам. К таким классификациям относятся классификации:

Осадочных, обломочных, песчано-глинистых грунтов по гранулометрическому составу,

Глинистых пород - по числу пластичности,

Лессовых пород - по степени просадочности и т. п.

Эти классификации могут быть развитием или составной частью общих классификаций.

Региональные классификации рассматривают грунты применительно к определенной территории. В их основе лежит возрастное и генетическое подразделение пород, встречающихся на данной терри­тории. Разделение групп фунтов проводят, базируясь на формационно-фациальном учении о горных породах.

Отраслевые классификации фунтов составляются применительно к запросам определенного вида строительства. Естественно, такие классификации базируются на положениях вышеописанных класси­фикаций и являются как бы конкретным результатом общих класси­фикаций для решения вопросов при инженерно-геологической оценке территорий и площадки строительства.

Классификация фунтов отражает их свойства. В настоящее время фунты согласно ГОСТ 25100-95 разделяют на следующие классы - природные: скальные, дисперсные, мерзлые и техногенные образова­ния. Каждый класс имеет свои подразделения. Так, фунты скальных, дисперсных и мерзлых классов объединяются в группы, подгруппы, типы, виды и разновидности, а техногенные фунты вначале разделя­ются на два подкласса, а далее также на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. Классификация фунтов согласно ГОСТ 25100-95 в сокращенном виде показана в таблице:

Строительная классификация грунтов

Классы	Группы	Подгруппы	Типы	Виды	Разновидности
Скальные грунты (с жесткими структурными связями)	Скальные грунты	Магматические породы Метаморфические породы Осадочные	Силикатные Силикатные Карбонатные Железистые Силикатные Карбонатные	Граниты, базальты,габбро Гнейсы, сланцы Мраморы и др. Железные руды Песчаники, конгломераты Известняки, доломиты	Выделяются по: Прочности Плотности Выветрелости Водорастворимости Размягчаемости в воде 6. водопроницаемости и т.д.
	Полускальные грунты	Магмат. Эффузив.породы Осадочные	Силикатные Силикатные Кремнистые Карбонатные Сульфатные Галоидные	Вулканические туфы Аргиллиты, алевролиты Опоки,трепелы Диатомиты Мел.мергели Гипсы,ангидриты Галиты и др.
Дисперсные грунты (с механическими и водно-коллоидными связями)	Связные грунты Несвязные грунты	Осадочные породы Осадочные породы	Минеральные Органоминеральные Органические Силикатные, карбонатные, полиминеральные	Глинистые грунты Илы, сапропели,заторфованные земли пески, крупнообломочные грунты	Выделяются по: Гранулометрическому и минералогическому составу Числу пластичности Набуханию Просадочности Водонасыщению Коэф-ту пористости Плотности и др.
Мерзлые грунты (с криогенными структурными связями)	Скальные грунты Полускальные грунты Связные грунты Ледяные грунты	Промерзшие магматические, метаморфические и осадочные породы Померзшие магматические эффузивные породы Осадочные породы Промерзшие Осадочные породы Внутригрунтовые погребенные	Ледяные минеральные Ледяные минеральные Ледяные органоминеральные Ледяные органические	Все виды грунтов магматических, метаморфических и осадочных Все виды дисперсных связных и несвязных грунтов Ледниковые Наледные,речные,озерные и т.д.	Выделяются по: Льдистости Температурно-прочностным свойствам Засоленности Криогенной текстуре и т.д.

Скальные грунты. Их структуры с жесткими кристаллическими связями, например, гранит, известняк. Класс включает две группы грунтов: 1) скальные, куда входит три подгруппы пород, магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и хемогенные; 2) по­лускальные в виде двух подгрупп - магматические излившиеся и осадочные породы типа мергеля и гипса. Деление грунтов этого класса на типы основано на особенностях минерального состава , например, силикатного типа - гнейсы, граниты, карбонатного типа - мрамор, хемогенные известняки. Дальнейшее разделение грунтов на разновид­ности проводится по свойствам: по прочности-гранит-очень прочный, вулканический туф -менее прочный; по растворимости в воде -кварцит -очень водостойкий, известняк -неводостойкий.

Дисперсные грунты. В этот класс входят только осадочные горные породы. Класс разделяется на две группы - связных и несвязных грунтов. Для этих фунтов характерны механические и водноколлоидные структурные связи. Связные фунты делятся на три типа - минеральные (глинистые образования), органо-минеральные (илы, сапропели и др.) и органические (торфы). Несвязные фунты представ­лены песками и крупнообломочными породами (гравий, щебень и др.). В основу разновидностей фунтов положены плотность, засоленность, гранулометрический состав и другие показатели

Мерзлые грунты. Все грунты имеют криогенные структурные связи, т. е. цементом грунтов является лед. В состав класса входят практически все скальные, полускальные и связные грунты, находящиеся в условиях отрицательных температур. К этим трем группам добавляется группа ледяных грунтов в виде надземных и подземных льдов. Разновидности мерзлых грунтов основываются по льдистым (криогенным) структурам, засоленности, температурно-прочностным свойствам и др.

Техногенные грунты. Эти грунты представляют собой, с одной:стороны, природные породы - скальные, дисперсные, мерзлые, ко­торые в каких-либо целях были подвергнуты физическому или физи­ко-химическому воздействию, а с другой стороны, искусственные минеральные и органоминеральные образования, сформировавшиеся в процессе бытовой и производственной деятельности человека. Последние нередко называют антропогенным образованием. В отличие от других классов этот класс вначале разделяется на три подкласса, а уже после этого каждый подкласс, в свою очередь, распадается на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности грунтов. Разновид­ности техногенных грунтов выделяются на основе специфических особенностей свойств.

Основанием любого здания или сооружения является фундамент и грунт под ним, которые принимают на себя нагрузку от веса строения. Естественное основание состоит из природного грунта местности, на котором без дополнительных укрепительных работ возводят фундамент и затем здание. От конкретных характеристик грунта и климатических условий местности зависит выбор конструкции фундамента и строительные возможности данного земельного участка. Для использования в качестве естественного строительного основания подходят только прочные грунты с низкими показателями сжимаемости и пучинистости. Для определения состава, качеств и эксплуатационных возможностей грунта необходимо определить его тип и выполнять производство земляных работ в соответствии с этими данными.

Поэтому прежде чем заказывать услуги спецтехники и начинать благоустройство земельного участка, необходимо определить тип грунта и оценить его эксплуатационные возможности для строительства.

Скальные грунты

Самые надежные, но и самые редкие на территории Северо-Западного региона грунты. Скальная основа отличается прочностью, устойчивостью к размыву и деформации, долговечностью и безопасностью для строительства. Залегают такие грунты сплошным массивом, поэтому строить фундамент можно без дополнительного заглубления, сразу на поверхности грунтовой основы.

Крупнообломочные грунты

Крупнообломочный грунт состоит из несцементированных частиц, среди которых преобладает песок (от 50% состава) и крупные каменные породы более 2мм. Грунты крупнообломочного состава практически не деформируются под нагрузкой, поэтому фундамент можно заглублять всего на 0,5 - 1 м. В зависимости от размера каменных частиц такие грунты подразделяются на два типа:

• щебенистый (галечниковый) грунт: в составе грунта преобладают крупные компоненты размером более 10 мм (окатанная галька и/или остроугольный щебень), между которыми присутствует мелкое заполнение песком или другим инертным материалом природного происхождения;
• дресвяный (гравийный) грунт: в составе грунта преобладают крупные компоненты размером более 2 мм (окатанный гравий и/или остроугольный дресва с зернами 5-12 мм), между которыми присутствует мелкое заполнение песком или другим инертным материалом природного происхождения.

Песчаные грунты

К песчаным грунтам относятся почвы, в составе которых преобладают частицы размером до 2мм (от 50%). Пески отличаются сыпучестью в сухом состоянии, отсутствием пластичности во влажном состоянии, способностью уплотняться и проседать под нагрузкой. В зависимости от коэффициента пористости пески делятся на плотные, среднеплотные и рыхлые. В зависимости от коэффициента влажности пески делятся на насыщенные (более 80% пор грунта заполнено водой), очень влажные (50-80%) и маловлажные (до 50%).

Важным критерием прочность песчаного грунта является размер преобладающих компонентов состава - чем больше размер частиц, тем прочнее грунт: мелкий песок теряет утрачивает несущую способность при увлажнении и быстро промерзают в холодное время года, тогда как крупные и среднекрупные пески почти не реагируют на нагрузку и увлажнение. По размеру и составу частиц песчаный грунт делится на несколько видов:

• пылеватый песок - песок с преобладанием частиц меньше 0,1мм (более 75%);
• мелкий песок - песок с преобладанием частиц крупнее 0,1мм (более 75%);
• средний песок - в его составе преобладают частицы крупнее 0,25 мм (от 50%);
• крупный песок - более 50% состава грунта занимают частицы крупнее 0,5 мм;
• гравелистый песок - на 25% и более состоит из частиц крупнее 2 мм.

Суглинки и супесь

Группа промежуточных грунтов между песком и глиной. Такие грунты не могут использоваться в качестве естественного основания под строительство, так как они недостаточно прочны и неустойчивы к нагрузке. В зависимости от состава этот тип грунта делится на суглинки (10-30% глины) и супеси (менее 10% глины).

• Суглинки - это хрупкий в сухом состоянии, немного липкий и пластичный во влажном состоянии грунт в виде комьев и кусков с видимыми песчинками в составе.
• Супесь - хрупкий в сухом состоянии и непластичный во влажном состоянии комкующийся грунт, который легко крошится, рассыпается, раздавливается и рвется даже при легком давлении.

Глинистые грунты

Связанные грунты с преобладанием глины в составе без видимых песчинок. В сухом состоянии твердые, во влажном - липкие, пластичные и вязкие. При замерзании глина вспучивается, а при давлении деформируется, поэтому при строительстве на глиняных основаниях необходимо строить заглубленный фундамент на всю глубину промерзания грунта.

Лессы и лессовидные грунты

Прочные и устойчивые в сухом состоянии, но легко деформируемые при увлажнении грунты, требующие предварительной подготовки перед строительством.

Торф

Торфяные грунты состоят из глинистых и песчаных частиц с примесью растительных остатков органического перегноя. Влажный торф легко сжимается под нагрузкой, в его составе нередко развивается осадок с агрессивным к строительным материалам составом, поэтому строить на таких почвах без предварительной подготовки основания категорически запрещено.