Несвязные грунты: ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ | это… Что такое ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ?

Природные дисперсные грунты

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

К природным дисперсным грунтам относят горные породы, состоящие из слабо связаных или вообще не связанных между собой отдельных твердых минеральных зерен (частиц и обломочных пород) разного размера. Прочность существующих структурных связей между минеральными зернами во много (в десятки и сотни) раз меньше прочности самих зерен. Дисперсные грунты образуются в результате физического, химического и биологического выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым (воздушными течениями) путем и их отложенем.

В классе природных дисперсных выделяют две группы грунтов: несвязные и связные.

В группе несвязных выделяют крупнообломочные грунты и пески.

К крупнообломочным относят не сцементированные минеральные грунты, которые содержат более 50% (по массе) обломков скальных пород (грунтов) с размерами частиц более 2 мм. Различают крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем.

К пескам относят несвязные (сыпучие) в сухом состоянии минеральные грунты, которые содержат 50% и меньше (по массе) частиц, крупностью 2 мм, и практически не имеют пластических свойств (почва не раскатывается в жгут диаметром 3 мм или число пластичности его IP = 0).

Основными компонентами крупнообломочных грунтов и песков является глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,005 … 0,05 мм) и песчаные (0,05 … 2 мм) частицы, а также обломки пород (> 2 мм). К основным классификационным показателей этих грунтов относят их гранулометрический состав, степень неоднородности гранулометрического состава, степень водонасыщения, а для песков еще и плотность строения.

Гранулометрическим (зерновым) составом грунта называют количественное (по массе) содержание в нем групп твердых минеральных частиц и обломков различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе, взятого для исследования абсолютно сухого грунта.

Сейчас разработано много способов гранулометрического анализа грунтов (Визуальный, ситовой, пипеточный, ареометрический способы, центрифугирование и др. ), из которых наибольшее распространение в инженерно-геологической практике получил ситовой метод. Этот метод заключается в просеивании предварительно высушенной массы пробы грунта (m> 50 г) в стандартном наборе сит с отверстиями 10, 5, 2; 1, 0,5; 0,25 и 0,1 мм.

Степень неоднородности гранулометрического состава не может быть меньше единицы и практически не бывает более 200.

В группе связных различают три типа грунтов: минеральных (силикатные, карбонатные, железистые и полиминеральные), органоминеральных и органические. Минеральные представлены глинистыми почвами, органоминераные — сапропелями и заторфованные грунтами, органические — торфами.

К глинистым относят связные в сухом состоянии минеральные тонкодисперсные грунты, которые при увлажнении способны приобретать пластичность, то есть способности при определенной влажности деформироваться под нагрузкой и сохранять приобретенную форму после устранения нагрузки без нарушения структурной цельности.

В состав глинистых грунтов входят в различных соотношениях глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,05 … 0,005 мм) и песчаные (2 … 0,05 мм) частицы. Особенности этих грунтов, главным образом, определяются содержанием и минеральным составом тонкодисперсных мономинеральных частиц глинистой фракции.

Для классификации глинистых грунтов значение имеет не только общий зерновой состав и содержание твердых частиц глинистой фракции, а главное – диапазон влажности, в котором меняется пластичность грунта.

В зависимости от содержания воды, состояние (консистенция) глинистых грунтов может изменяться и быть твердым, пластичным или текучим. Переход глинистых грунтов с одной консистенции в другую происходит при определенных значениях влажности, получившие название характерных границ пластичности.

Нижняя граница пластичности или предел раскатывания W_P — это влажность,при незначительном увеличении которой, грунт переходит из твердого состояния в пластичное. При этой влажности, грунтовое тесто, раскатываемого в жгут диаметром около 3 мм, затем начинает крошиться на отдельные кусочки длиной 3 … 10 мм.

Верхний предел пластичности или предел текучести W_L — это влажность,при незначительном увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. При этой влажности, стандартный балансирный конус массой 76 г погружается в грунтовое тесто за 5 секунд на величину 10 мм.

К основным классификационным характеристик глинистых грунтов относят число пластичности I_P, показатель текучести I_L, относительную деформацию набухания без нагрузки, относительную деформацию просадки, относительное содержание органического вещества.

Число пластичности I_P представляет собой интервал влажности, в рамках которого грунт находится в пластическом состоянии, и определяется как разница весовых влажностей (выраженных в процентах), соответствующих пределу текучести и предела раскатки:

Величина числа пластичности связана с содержанием в почве глинистых частиц, а также с их минералогическим составом: чем больше таких частиц,тем большее число пластичности. В глинах содержание глинистых частиц составляет более 30%, в суглинках — от 10 до 30%, в супесях — от 3 до 10%. Эти границы могут меняться в зависимости от содержимого глинистых минералов (гидрослюды, монтмориллонита и др.), что вызывает трудности в определении названия типа глинистого грунта только по гранулометрическому составу.

К наименование глинистого грунта в зависимости от числа пластичности IP исодержания (в% по массе) песчаных частиц размером 2 … 0,5 мм могут добавляются классификационные комментарии разновидностей: песчанистый или пылеватый, легкийили тяжелый, а в зависимости от содержания твердых частиц крупных, 2 мм, классификационный комментарии: с галькой (щебнем), галечников (щебнистую) или гравийный.

Сравнение естественной влажности почвы W с влажности на границах раскатывания W_P и текучести W_Lпозволяют устанавливать его разновидность по показателю текучести (консистенции).

В виде глинистых выделяют разновидности грунтов, которые обнаруживают специфические и неблагоприятные свойства при замачивании: которые способны увеличиваться в объеме при замачивании водой или любой другой жидкостью даже под нагрузкой, и просадочных, которые при замачивании водой или любой другой жидкостью могут получать дополнительную вертикальную деформацию (просадку) под действием внешней нагрузки или собственного веса.

Виды грунтов в строительстве – классификация и описание

В категорию строительных грунтов можно отнести большинство нерудных материалов. Они занимают важное место в процессе проектировки зданий и дорог, придомовых территорий и площадок разного назначения. Из грунтов изготавливают бетон, асфальт, с их помощью моделируют рельеф. Чтобы правильно оценить, выбрать и применить грунт, нужно знать его основные виды.

• Виды грунтов в строительстве

• Природные грунты в строительстве

• Скальные строительные грунты

• Дисперсные грунты

• Мерзлые грунты

• Техногенные грунты в строительстве

• Измененные в условиях естественного залегания грунты

• Измененные после перемещения грунты

• Антропогенные грунты

Условно все строительные грунты можно разделить на 2 большие группы:

• Природные
• Техногенные

В этой статье мы познакомим вас с классификацией строительных грунтов, приведенной в ГОСТ 25100-2020. Вы узнаете, чем отличаются природные и техногенные грунты, как они применяются.

Природные грунты в строительстве

Природные строительные грунты – это горные породы на разной стадии разрушения (выветривания). В них может присутствовать незначительное количество органики, но она является нежелательным компонентом.

Природные грунты разделяются на 3 основных класса:

• Скальные
• Дисперсные
• Мерзлые

Дальше мы опишем каждый класс.

Скальные строительные грунты

Скальный грунт состоит из прочной горной породы. Частицы скреплены между собой жесткими химическими связями.

В зависимости от их типа, грунты разделяют на 2 подкласса:

• Кристаллизационные
  Химические элементы в породе образуют кристаллические решетки. Такие связи очень прочные, но при разрушении не восстанавливаются. Со временем в скальных грунтах возникают трещины. При дальнейшем разрушении они превращаются в дисперсные.
• Цементационные
  Отдельные частицы скреплены цементирующими веществами – оксидами железа и кремния, кальцитом, гипсом и другими солями. Связи возникают в результате затвердевания водных растворов и коллоидов. Они менее прочные, чем кристаллические. При разрушении они могут частично восстанавливаться.

Подкласс кристаллизационных грунтов включает 2 типа:

1. Магматические
   Происходят эти грунты из застывшей магмы или лавы. Они образовались в период формирования земной коры или в результате вулканической деятельности. При охлаждении в лаве и магме возникают прочные кристаллические связи. В результате получается твердый материал, способный выдерживать большие нагрузки.
   К магматическим грунтам относятся гранит, базальт, габбро, диабаз, порфиты и порфириты, кварц, плагиоклазы.
2. Метаморфические
   Грунты образовались вследствие перекристаллизации осадочных и магматических пород на большой глубине. Под воздействием температуры, давления и сдвигов коры в грунтах возникли новые молекулярные связи и кристаллические решетки. По прочности они уступают большинству магматических пород, но превосходят осадочные.
   К метаморфическим грунтам относится мрамор, амфиболит, серпентинит, сланцы, гнейсы, роговик, кварцит.

Цементационные грунты делятся на:

1. Вулканогенно-осадочные
   Они образовались при уплотнении вулканического пепла и песка, мелких выветренных частиц лавы. В состав часто входят породы терригенного происхождения – глина, галька, гравий.
   К вулканическим осадочным породам относятся туфы, туффиты, кластолавы, кластиты, туфогравелиты, туфопесчаники.
2. Осадочные
   Грунты этого типа образовались на поверхности земной коры после уплотнения выветренных горных пород. Между отдельными частицами возникли новые цементационные связи, и дисперсный грунт превратился в твердую сплошную горную породу. По прочности эти материалы уступают магматическим и метаморфическим, легко разрушаются.
   К осадочным относятся гравелиты, песчаники, конгломераты, аргиллиты, известняки, мергели, доломиты, гипс.

Применение скальных грунтов в строительстве

Скальные грунты, или скала – это одно из лучших оснований для зданий и дорог. Они способны выдержать большие нагрузки, не проседают, не набухают и не пучинятся. Трещиноватые массивы легко укрепить цементом или силикатами. Исключение составляют лишь некоторые осадочные грунты (мергели, доломиты, гипсы). Они набухают при увлажнении, размываются из-за наличия растворимых солей.

Скальные породы используют для производства строительных материалов – щебня, отсева, песчано-щебеночной смеси. Грунты применяются для укрепления оснований фундаментов, создания насыпей, засыпки грунтовых дорог, рекультивации. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье Применение скального грунта.

Дисперсные грунты

Дисперсные грунты состоят из отдельных частиц разного размера, слабо связанными между собой. Они скрепляются за счет механического трения, молекул воды, притягиваются силой электромагнитных полей. Такие связи называют механическими (трение), физическими (электромагнитные поля), физико-химическими (взаимодействие молекул воды и солей в растворах и коллоидах).

Дисперсные грунты разделяются на 2 подкласса:

• Несвязные
  Такие грунты еще называют сыпучими. Зерна в них взаимодействуют между собой только за счет механического трения. Электромагнитные силы притяжения почти не действуют, а связи через молекулы воды очень слабые. Пластические свойства в несвязных грунтах отсутствуют. Даже в увлажненном состоянии они не держат форму, не растягиваются.
• Связные
  В таких грунтах между частицами возникают электромагнитные и слабые молекулярные связи. Играет роль капиллярная вода, которая выступает как скрепляющее вещество. В результате массив способен выдерживать небольшие нагрузки и растяжения.
  К связным относятся глинистые грунты.

По размеру частиц несвязные грунты разделяют на:

• Крупнообломочные (более 50% зерен имеют диаметр свыше 2 мм; в эту группы входят галька, гравий, дресва)
• Пески (более 50% частиц тут с диаметром до 2 мм)

Дисперсные грунты образуются двумя путями – в результате осаждения мелких частиц породы или вследствие выветривания горных пород (скальных грунтов). В первом случае накопление может идти на дне водоемов, в долинах (наносится ветром). Во втором скальная порода постепенно выветривается или размывается водой. На ее месте образуется массив из несвязных частиц разного размера.

Применение дисперсных грунтов в строительстве

Дисперсные грунты распространены гораздо больше, чем скальные. В большинстве случаев именно они служат основанием зданий и дорог. При этом необходимо учитывать, что несвязный подкласс гораздо больше склонен к проседанию и сдвигам под нагрузками. Связные глинистые грунты служат надежным основанием, если они не набухают и не пучинятся.

Дисперсные грунты часто используются для отсыпки дорог и площадок, засыпки котлованов и ям, рекультивации, выравнивания рельефа. Они являются исходным материалом для производства гравия и песчано-гравийной смеси. Необработанный карьерный песок – один из самых популярных и недорогих строительных материалов. Больше на эту тему вы можете узнать в статьях о применении глины, песка, суглинка, супеси, дресвы.

Мерзлые грунты

Мерзлыми называют грунты с отрицательной температурой и видимыми включениями льда. В таких массивах возникают криогенные (ледяные связи). Чаще всего они располагаются в верхних слоях земной коры (на глубине от 0,5 до 3 м). Лишь в некоторых климатических зонах слой мерзлой земли толще. Грунты после замерзания становятся прочнее, но имеют ряд недостатков. При оттаивании они начинают проседать, а при повторном понижении температуры пучиниться.

По времени своего существования мерзлые грунты разделяют на:

• Сезонно-мерзлые
  Возникают в умеренной и частично северной климатической зоне в зимний период. При потеплении они оттаивают.
• Вечномерзлые
  Оттаивание таких грунтов не происходит в течение трех и более лет.

По структуре разделяются на 3 подкласса:

• Скальные мерзлые
  Они состоят из скальных пород с отрицательной температурой. Льда в массиве нет или его количество незначительное.
• Дисперсные мерзлые
  Состоят такие грунты из дисперсных частиц, связанных между собой кристаллами льда.
• Ледяные
  Они на 90% состоят из льда. Примеси горных пород или дисперсного грунта составляют менее 10%. Яркий представитель подкласса – ледники.

Практическое значение мерзлых грунтов невелико. Их свойства изучают для того, чтобы планировать строительство. При закладке фундамента обязательно учитывают глубину промерзания и степень пучинистости мерзлого грунта. Это позволяет избежать деформаций и разрушения оснований, зданий и других объектов.

Техногенные грунты в строительстве

Техногенными называют природные грунты, измененные в результате деятельности человека. Изменения могут быть целенаправленными или нет. В первом случае свойства грунтов улучшаются, во втором – меняются без приобретения положительных характеристик или ухудшаются. Примером целенаправленного создания техногенного грунта может служить укрепление основания под фундаментом, нецеленаправленного – образование солончаков в результате ошибок мелиорации.

Существует много классификаций этих материалов. Мы будем ориентироваться на типизацию, представленную в ГОСТ 25100-2020, добавив некоторые практические характеристики.

По принципу создания техногенные грунты делятся на 3 подтипа:

• Измененные в условиях естественного залегания
• Измененные после перемещения
• Антропогенные

Дальше мы детальнее расскажем о каждом подтипе.

Измененные в условиях естественного залегания грунты

Этот тип грунтов изменяется человеком без выемки и переноса на другое место. Для улучшения качества его уплотняют и укрепляют, в некоторых случаях, наоборот, разрыхляют.

Техногенное изменение грунтов в месте их залегания происходит вследствие таких процессов:

• Уплотнения с помощью высоких и низких температур
• Уплотнения механической или вибрационной нагрузкой
• Уплотнения с помощью воды
• Уплотнения инъекциями цемента или силикатов
• Разуплотнения нагрузкой (например, зданием)
• Разуплотнения взрывом (так получают вскрышной грунт из скальных или связных дисперсных пород)
• Загрязнения солями или нефтепродуктами, химическими веществами

Обрабатываться могут как скальные, так и дисперсные грунты. Если несвязный дисперсный грунт уплотняется с помощью цемента или силикатов, то он переходит в категорию техногенного скального с цементационными связями.

В строительной практике чаще всего на месте изменяются грунты, которые служат основанием зданий или дорожного полотна. Для этого их уплотняют и укрепляют разными способами. Разуплотнение взрывом проводят при разработке карьеров или перед началом строительства на массивах со скалой.

Измененные после перемещения грунты

Большинство грунтов поддаются изменениям после выемки в месте залегания и перемещения. Они измельчаются, сортируются, очищаются от примесей, смешиваются в разных пропорциях. Таким образом получают большинство нерудных строительных материалов.

К измененным после перемещения грунтам относятся:

• Обогащенный песок
• Песчано-гравийная смесь (ПГС)
• Песчано-галечная смесь
• Обогащенный гравий
• Обогащенная галька
• Щебень
• Отсев
• Песчано-щебеночная смесь (ПЩС)

Эти материалы широко применяются в строительстве. Из них изготавливают бетон и асфальтобетон, используют для отсыпки фундаментов, засыпки площадок. Они востребованы в дорожных работах – для подушек под полотном, засыпки грунтовок. Подробнее об их свойствах и способах применения вы можете прочитать в соответствующих статьях на нашем сайте.

К перемещенным и измененным относятся грунты насыпей, дамб. Их часто завозят из других участков, после чего укрепляют и уплотняют. В эту же группу входят отвалы, полученные после добычи полезных ископаемых. Такие грунты негативно влияют на экологию. Они сильно изменяют рельеф, загрязняют внешнюю среду тяжелыми металлами и другими токсическими веществами.

Антропогенные грунты

Антропогенными называют грунты частично или полностью созданные человеком.

Их разделяют на 2 группы:

• Культурные слои
  Это природные грунты с остатками предметов, созданных людьми. Чаще всего такие слои изучает археология. Но к этому типу можно также отнести строительный грунт (сильно загрязненный стройматериалами), земли на территории населенных пунктов.
• Полностью созданные человеком
  Это промышленные и коммунальные отходы. Группа включает материалы свалок, металлургический шлак, каменноугольную золу, остатки строительных материалов (битый кирпич, бетон, неиспользованная песчано-цементная смесь) и другие.

Антропогенные грунты редко используются в строительстве. Из шлаков иногда делают низкокачественный бетон, используют их для укрепления грунта и обустройства оснований дорог. Для таких целей также подходит битый кирпич, вторичный бетон. Строительным грунтом засыпают карьеры, канавы, проводят рекультивацию.

Перед началом любого строительства важно определить вид грунта на участке. Это можно сделать самостоятельно, но лучше нанять специалиста. Свойства грунтов важно знать при покупке, чтобы правильно выбрать и применить материал.

В чем разница между связными и несвязными грунтами?

Эмили | 8 декабря 2020 г.

Для многих людей почва именно такова. Вещи, которые попадают на новую одежду ваших детей, ваши шорты Sunday League или на ваши пальцы во время работы в саду. Большинство из нас не задумываются о почве, кроме того, что она, ну, почва . Однако при проведении наземного исследования это не так. Реальность, однако, такова, что почва далеко не однородная субстанция и может сильно различаться по типу. Команда Borehole Solutions Ltd, которая предлагает различные геотехнические услуги и услуги по исследованию площадок, хотела увидеть разницу между связные и несвязные грунты.

 

Связные грунты

Связные грунты представляют собой мелкозернистые грунты, частицы которых агрегируют или слипаются. С точки зрения непрофессионала, то, что склеивается! Эти почвы отличаются мягкостью и могут удерживать большое количество влаги. При высыхании они приобретают почти цементную твердость. Связные грунты (в основном из-за их способности удерживать воду) также склонны как к усадке, так и к расширению.

 

Примеры связных грунтов включают:

 

• Ил
• Глина
• Торф
• Большинство суглинков

 

Несвязные грунты

В отличие от связных грунтов чисто несвязные грунты никоим образом не образуют комков. Иными словами, их зерна остаются отдельными друг от друга. Другой способ взглянуть на это как на «свободно движущуюся» почву. Эти почвы могут быть склонны к процессу разжижения. Прочность конструкции зависит от содержания влаги — подумайте о строительстве замков из песка на пляже!

 

Примеры несвязных (или гранулированных) грунтов включают:

 

• Песок
• Гравий
• Некоторые супеси

 

Почему это важно?

Это важно, потому что разные типы грунтов требуют разных геотехнических услуг и инженерных решений. Например, при ударном бурении с кабелем требуемый тип зависит от характеристик почвы. В связных грунтах, например, устройство, известное как «9Следует использовать фрезу 0005 ’. С другой стороны, в зернистых несвязных грунтах чаще всего используется оборудование, известное как желонка . Тип почвы также может вызвать определенные проблемы при бурении. Например, при бурении в связных глинах существует риск связывания или «прилипания» грунта к буровой штанге; по сути забивает его. Вот почему первоначальные исследования так важны для таких фирм, как наша, для определения того, с чем мы имеем дело на местах.

 

Какие услуги мы предлагаем?

Какой бы грунт вы ни хотели обработать, команда Borehole Solutions Ltd может вам помочь! Мы рады предложить следующие услуги:

• Звуковое бурение
• Ударное бурение кабеля
• Вращательное бурение
• Пробные карьеры
• Установка Soakaway
• Установка ГШП
• Проверка загрязнения
• Бурение с ограниченным доступом
• И многое другое!

 

Свяжитесь с нами

В следующий раз, когда вы увидите своих детей в саду, спросите их, является ли почва связной или несвязной. На тебя посмотрят и наверное скажут « ты о чем и что к чаю? Можем ли мы взять еду на вынос? ” но, по крайней мере, теперь вы знаете немного больше о своем саду и земле под нашими ногами! Итак, если вы хотите узнать больше о наших услугах по исследованию сайтов, свяжитесь с нами! Свяжитесь с Borehole Solutions Ltd сегодня по телефону 01733 200 501 или напишите нам по электронной почте [email protected]. Почему бы не зайти в наш Instagram и не посмотреть, над какими еще проектами мы работаем.

Сплошной грунт | Инженерная точка зрения

Несвязный грунт является важным типом грунта для инженеров-строителей и инженеров-геотехников. Он не является когезионным, что означает, что частицы не удерживаются вместе водой, кальцием или другими связующими веществами. Бессвязный грунт имеет широкий спектр применения в строительстве, от поддержки фундамента до полного или частичного засыпания дорожных конструкций, и понимание его свойств необходимо для правильного проектирования и реализации строительных проектов.

Несвязный грунт — это тип грунта с низкой прочностью на сдвиг или «липкостью». Это означает, что ему не хватает связующих свойств, необходимых для удержания вместе более крупных частиц, таких как гравий и песок. Почва, не имеющая сцепления, обычно рыхлая в сухом состоянии и очень плотная во влажном состоянии.

Эти грунты могут быть изготовлены из природных материалов, таких как глина и ил, или могут быть получены путем обработки горных пород, таких как гранит и базальт. Название «бессвязный» относится к отсутствию сцепления между частицами в почве, что позволяет им оставаться разделенными, а не слипаться.

Основным преимуществом несвязного грунта является то, что он легко извлекается и может использоваться в различных строительных проектах. Однако существуют также некоторые проблемы, связанные со несвязным грунтом, такие как его недостаточная устойчивость и склонность к сжатию под нагрузкой.

Несвязный грунт имеет широкий спектр применения в строительстве, от поддержки фундамента до полного или частичного засыпания дорожных конструкций, и понимание его свойств необходимо для правильного проектирования и реализации строительных проектов. Некоторые распространенные области применения этого грунта включают обратную засыпку подпорных стен, дренажную засыпку и засыпку фундамента. Кроме того, этот грунт также можно использовать как самостоятельный строительный материал, например, при строительстве насыпей и насыпных откосов.

Несмотря на то, что несвязный грунт имеет много преимуществ, необходимо учитывать некоторые проблемы. Одной из самых больших проблем является отсутствие стабильности, что может вызвать проблемы во время строительства и привести к получению готового продукта более низкого качества. Кроме того, несвязный грунт также подвержен уплотнению под нагрузкой, что может привести к оседанию и деформации готового изделия.

В целом несвязный грунт является универсальным и важным типом грунта, который широко используется в строительстве. Однако важно понимать его преимущества и проблемы, чтобы правильно использовать его в строительном проекте.

Каковы некоторые виды использования несвязного грунта?

Некоторые распространенные области применения этого грунта включают обратную засыпку подпорных стен, дренажную засыпку и засыпку фундамента.