Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки (стр. 2 )

Разновидность песков	Степень плотности , д. е.
Слабоуплотненный Среднеуплотненный Сильноуплотненный	0 – 0,33 0,33 – 0,66 0,66 – 1,00

Таблица 1.1 – Характеристики физико-механических свойств грунтов

Наименование грунта	Заданные характеристики	Вычисленные характеристики
Мощность слоя, м	Плотность грунта, r, т/м3	Плотность частиц грунта, rs, т/м3	Природная влажность, w, д. е.	Влажность на пределе текучести, wL, д. е.	Влажность на пределе раскатывания, wP, д. е.	Коэффициент фильтрации, kф, м/сут.	Коэффициент пористости, e	Плотность скелета грунта, gd, т/м3	Число пластичности, JP, %	Показатель Текучести, JL, д. е.	Коэффициент Водонасыщения, Sr, д. е.	Модуль деформации, E, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

Продолжение таблицы 1.1

Вычисленные характеристики
Для расчета основания
По несущей способности	По деформациям
Удельный вес, , кН/м3	Угол внутреннего трения, , град	Удельное сцепление, , кПа	Удельный вес, , кН/м3	Угол внутреннего трения, , град	Удельное сцепление, , кПа
15	16	17	18	19	20

Степень плотности песков определяется по формуле

,

где - коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении; - коэффициент пористости в предельно-плотном сложении; - коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.

По относительному содержанию органических веществ пески бывают с «примесью органических веществ», если ; при пески относятся к типу биогенных грунтов.

1.3.3 Глинистые грунты – это связные минеральные грунты, обладающие числом пластичности . Они выделяются по числу пластичности и гранулометрическому составу, показателю текучести, относительной деформации набухания без нагрузки, относительной деформации просадочности.

По числу пластичности глинистые грунты подразделяются согласно таблице 1.9.

Таблица 1.9 – Классификация глинистых грунтов по числу пластичности

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности , %
Супесь Суглинок Глина	1 – 7 7 – 17 > 17

По гранулометрическому составу и числу пластичности глинистые грунты подразделяют согласно таблице 1.10.

По наличию включений глинистые грунты подразделяют согласно таблице 1.11.

По наличию органических веществ. При показателе к названию глинистых грунтов добавляются слова – «с примесью органических веществ». При показателе они, как и пески, относятся к типу биогенных грунтов.

По показателю текучести глинистые грунты подразделяются согласно таблице 1.12.

Таблица 1.10 – Классификация глинистых грунтов

по гранулометрическому составу и числу пластичности

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности	Содержание песчаных частиц (2,0 – 0,5 мм), % по массе
Супесь: песчанистая пылеватая Суглинок: легкий песчанистый легкий пылеватый тяжелый песчанистый тяжелый пылеватый Глина: легкая песчанистая легкая пылеватая тяжелая	1 – 7 1 – 7 7 – 12 7 – 12 12 – 17 12 – 17 17 – 27 17 – 27 > 27	≥ 50 < 50 ≥ 40 < 40 ≥ 40 < 40 ≥ 40 < 40 Не регламентируется

Таблица 1.11 – Классификация грунтов по наличию включений

Разновидность глинистых грунтов	Содержание частиц крупнее 2 мм, % по массе
Супесь, суглинок, глина с галькой (щебнем) Супесь суглинок, глина галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные)	15 – 25 25 - 50

Таблица 1.12 – Классификация глинистых грунтов

по показателю текучести

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести
Супесь: Твердая Пластичная Текучая	<0 0 – 1 > 1
Суглинки и глины: · Твердые · Полутвердые · Тугопластичные · Мягкопластичные · Текучепластичные · текучие	<0 0 - 0,25 0,25 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00 > 1,00

В подгруппе пылевато-глинистых грунтов выделяются грунты, обладающие просадочными свойствами. Чаще всего к ним относят грунты, содержащие более 50 % пылеватых частиц с наличием солей, в основном карбонатов кальция, и обладающие преимущественно макропористой структурой. Под действием внешних нагрузок или собственного веса при замачивании эти грунты дают просадку.

По относительной просадочности глинистые грунты подразделяются согласно таблице 1.13.

Таблица 1.13 – Классификация грунтов по просадочности

Разновидность грунтов	Относительная деформация просадочности , д. е.
Непросадочный Просадочный	<0,01

Для предварительной оценки к просадочным относят грунты с коэффициентом водонасыщения при соблюдении критерия: величина должна быть меньше значений, приведенных в таблице 1.14.

,

где - коэффициент пористости грунта в природном состоянии; - коэффициент пористости при влажности на границе текучести

,

где и - плотности твердых частиц грунта и воды.

Таблица 1.14. – Значения показателя

Число пластичности
Показатель	10	17	22

По относительной деформации набухания без нагрузки глинистые грунты подразделяются согласно таблице 1.15.

Таблица 1.15 – Классификация грунта по деформации набухания

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация набухания , д. е.
Ненабухающий Слабонабухающий Средненабухающий Сильнонабухающий	<0.04 0.04 – 0,08 0,08 – 0,012 >0,012

Набухающие грунты выделяются в пылевато-глинистых грунтах как обладающие свойствами увеличиваться в объеме. При предварительной оценке к набухающим относят грунты с показателем >0,3.

Кроме приведенных классификационных характеристик все дисперсные грунты классифицируются по степени засоленности на незасоленные, если в них процентное содержание легко - и среднерастворимых солей менее 5 % массы абсолютно сухого грунта, и засоленные, если в них содержится 5 % и более солей.

К пылевато-глинистым грунтам относятся также ил – современный водонасыщенный осадок водоемов, образовавшийся при наличии микробиологических процессов. Илы имеют влажность, превышающую влажность на границе текучести , и коэффициент пористости: для ила супесчаного e≥0,8, ила суглинистого e≥0,9 и ила глинистого e≥1,2.

В классификации грунтов должны быть приведены все их показатели согласно /2/.

Пример 1.2. Песок содержит частицы по массе: крупнее 0,5 мм – менее 50 %, крупнее 0,25 мм – более 50 %; имеет степень неоднородности ; коэффициент водонасыщения ; коэффициент пористости ; относительное содержание органических включений .

Сопоставляя приведенные показатели с классификационными показателями, делаем заключение, что исследуемый грунт - песок средней крупности, однородный, влажный, средней плотности, с примесью органических включений.

Пример 1.3. Глинистый грунт с числом пластичности содержит 16 % крупнообломочных частиц диаметром от 2 до10 мм, с относительным содержанием органических веществ , имеет показатель текучести =0,6. Делаем заключение, что грунт - суглинок с примесью гальки, без органических включений, мягкопластичный.

1.4 Учет морозного пучения грунтов

Основания, подвергающиеся сезонному промерзанию-протаиванию, должны проектироваться с учетом морозного пучения грунтов, заключающегося в том, что влажные тонкодисперсные грунты при промерзании способны деформироваться – увеличиваться в объеме вследствие перехода воды в лед и образования ледяных линз, прослойков и т. п. При последующем оттаивании в этих грунтах происходит обратный процесс, сопровождающийся их разуплотнением, осадкой и снижением несущей способности. Морозное пучение выражается, как правило, в неравномерном поднятии промерзающего грунта, причем напряжения и деформации, возникающие в процессе пучения, оказывают существенные воздействия на фундаменты и наземные конструкции сооружений.

На степень пучинистости грунтов большое влияние оказывают такие факторы, как зерновой состав и плотность грунта, его влажность и глубина залегания подземных вод, температурный режим в период промерзания, а также нагрузка, передаваемая на фундамент. В зависимости от указанных факторов все грунты подразделяются на пучинистые и непучинистые.

Пучинистые грунты характеризуются величиной (деформацией) морозного пучения , представляющей высоту поднятия поверхности слоя промерзающего грунта и относительным пучением , определяемым по формуле: