Глинистые грунты нередко относят к хорошим, прочным грунтам, в результате чего возникает вопрос, как можно сэкономить на фундаменте, если на строительном участке залегают глины. На самом деле хорошая, прочная глина близко к поверхности встречается редко в отличие от широко распространенных супесей и суглинков. О том, как понять что за грунт на участке, и какой фундамент лучше на глинистой почве, мы и поговорим в этой статье.

Типы и виды глинистых грунтов. Основные характеристики

Глинистые грунты относят к связным грунтам, песчаные – к несвязным. Связность – это способность грунта не рассыпаться как во влажном, так и в сухом состоянии. В зависимости от гранулометрического состава, связные грунты подразделяют на:

1. Глины. Фракция не крупнее 0,01мм при процентном содержании по массе не менее 50%.
2. Суглинки. Фракция не крупнее 0,01мм при процентном содержании 30-50% и наличии фракции крупнее 0,01мм до 70%.
3. Супеси. Фракция не крупнее 0,01м при процентном содержании менее 30%.
4. Лёссы. Фракция 0,002-0,05мм, содержание глинистых частиц 5-30% при пористости 40-55%.

Для строительства фундамента лучше всего глины, хуже всего – лёссы. Причем эти грунты далеко не всегда пребывают в «чистом» состоянии. Например, широко распространены лессовидные суглинки.

Крайне важным параметром, сильно влияющим на несущую способность связных грунтов, является показатель консистенции. Он зависит от водонасыщения и измеряется в долях единицы. Чем ниже значение, тем тверже (суше) грунт.

Выбор типа фундамента во многом зависит от консистенции глинистого грунта.

Распознать тип глинистого грунта легко исходя из его главной характеристики – связности. Нужно увлажнить грунт до состояния, наиболее близкого к пластилину. Если при попытке раскатать пальцами жгут («колбаску») концы не обсыпаются, это глина или суглинок. Эти два грунта похожи, различать их между собой нет необходимости. Оставшиеся два (супесь и лёсс) также несложно различить между собой. Если образец с ненарушенной структурой в сухом состоянии легко крошится пальцами – это супесь. Лёссы скреплены легко растворимыми в воде солями и в сухом состоянии имеют прочность, характеризуемую выражением «лопата не берет».

Выбор фундамента для твердых и полутвердых глинистых грунтов.

Твердые и полутвердые суглинки и глины являются прекрасным строительным основанием. Оно стабильное, прочное. Позволяет выполнять все виды земляных работ. На этих грунтах целесообразно применение столбчатых фундаментов для каркасных строений и ленточных для стеновых. Для частного строительства применение фундаментных плит или свай сомнительно.

Выбор фундамента для тугопластичных и мягкопластичных глинистых грунтов.

Для этого вида грунтов применяются фундаменты всех видов, от лент и плит, до свай. Для мягкопластичной консистенции редко показано применение отдельно стоящих столбчатых фундаментов. В частном строительстве предпочтение следует отдавать ленточным фундаментам достаточной ширины, утепленным плитам мелкого заглубления, винтовым или буронабивным сваям небольшой длины.

Выбор фундамента для текучепластичных глинистых грунтов.

Связные грунты пластичной и особенно текучепластичной консистенции накладывают ряд ограничений на производство работ. Откосы котлованов (траншей) не устойчивы, склонны к «оплыванию». Сильно затруднено устройство такого типа фундамента, как буронабивные сваи. После бурения скважин они быстро «заиливаются», стенки оседают. На таких грунтах целесообразно применение утепленных фундаментов мелкого заложения (например, утепленная шведская плита), буронабивные сваи в обсадных трубах, буроинъекционные и винтовые сваи. Последние получили широкое распространение в частном строительстве вследствие невысокой стоимости и простоте монтажа.

Ещё одним опасным свойством водонасыщенных связных грунтов является морозное пучение. Оно чаще всего проявляется в мелкодисперсных (связных) грунтах при достаточном количестве воды. Таким образом, мягко и текучепластичные глинистые и суглинистые грунты особенно часто подвержены силам морозного пучения. Мероприятия по противодействию этому фактору делят на две категории: заглубление фундамента не менее глубины промерзания (зависит от климатического района строительства) и утепление цокольной части здания (включая отмостку).

Выбор фундамента для лёссовидных грунтов.

Самым опасным видом связных грунтов является лёсс и лёссовидные суглинки. Это высокопористый грунт, имеющий в сухом состоянии высокую несущую способность. Но при попадании воды он очень быстро размокает, превращается «в кашу», сильно теряет несущую способность и самоуплотняется. Последнее свойство называется просадочностью. Лессовидные грунты делят на 1-ый и 2-ой тип по просадочности. Первый дает самостоятельную усадку под собственным весом при замачивании на величину не более 5см на каждый метр толщи грунта, второй – более 5см.

Для просадочных грунтов рекомендуется применение уширенных фундаментов мелкого заложения (широких фундаментных лент, сплошных плит с армированными монолитными цокольными частями стен) а также сваи, проходящие насквозь просадочную толщу и заведенные в прочные грунты.

К важным мероприятиям при наличии просадочности относят устройство водонепроницаемой отмостки с шириной не менее 1,5м для 1-го и 2,0м для 2-го типа просадочности. Водонесущие коммуникации в местах подпольной прокладки, а также прохождения сквозь цокольную часть должны быть заключены в водонепроницаемые гильзы или лотки.

Физические свойства грунтов, лежащих в основании, исследуют с точки зрения их способности нести нагрузку дома через его фундамент.

Физические свойства грунта меняются в зависимости от внешней среды. На них влияет: влажность, температура, плотность, неоднородность и многое другое, поэтому для оценки технической пригодности грунтов будем исследовать их свойства, которые неизменны и которые могут меняются при изменении внешней среды:

• связанность (сцепление) между частицами грунта;
• размер, форма частиц и их физические свойства;
• однородность состава, наличие примесей и их воздействие на грунт;
• коэффициент трения одной части грунта о другую (сдвиг пластов грунта);
• водопроницаемость (водопоглощение) и изменение несущей способности при изменении влажности грунта;
• водоудерживающая способность грунта;
• размываемость и растворимость в воде;
• пластичность, сжимаемость, разрыхляемость и т. д.

Грунты: типы и свойства

Классы 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). Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:
  • минеральные - крупнообломочные, мелкообломочные, пылеватые, глинистые грунты;
  • органоминеральные - заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
  • органические - торфы, сапропели.
• Мерзлые грунты - это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

По строению и составу грунты разделяют на:

• скальные;
• крупнообломочные;
• песчаные;
• глинистые (в том числе лессовидные суглинки).

В основном встречаются разновидности песчаных и глинистых разновидностей, которые весьма разнообразны как по крупности частиц, так и по физико-механическим свойствам.

По степени залегания грунты делятся на:

• верхние слои;
• средней глубины залегания;
• глубокого залегания.

В зависимости от типа грунта основание может быть расположено в разных слоях грунта.

Верхние слои грунта подвергаются атмосферному воздействию (намокание и высыхание, выветривание, замерзание и оттаивание). Такое воздействие изменяет состояние грунта, его физические свойства и уменьшает противодействие нагрузкам. Исключением являются только скальные грунты и конгломераты.

Поэтому основание дома необходимо располагать на глубине с достаточными несущими характеристиками грунта.

Классификация грунтов по размеру частиц определена ГОСТом 12536

* Названия крупных обломков с обкатанными гранями.

Измеряемые характеристики грунтов

Для вычисления несущих характеристик грунта нам нужны измеряемые характеристики грунта. Вот некоторые из них.

Удельный вес грунта

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.

Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:

ρ ‑ плотность грунта, т/м³;
g ‑ ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².

Плотность сухого (скелета) грунта

Плотность сухого (скелета) грунта ρ d ‑ природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³.

Устанавливается расчетом:

где ρ s и ρ d - соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).

Принимаемая плотность частиц ρ s (г/см³) для грунтов

Коэффициент пористости е, для песчаных грунтов разной плотности

Степени влажности грунта

Степень влажности грунта S r - отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):

где ρ s - плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³);
е - коэффициент пористости грунта;
ρ w - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³);
W - природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.

Грунты по степени влажности

Пластичность грунта

Пластичность грунта - его способность деформироваться под действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия.

Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.

Граница текучести W L характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое - текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.

Граница раскатывания W P соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.

Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта I Р. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:

I Р = W L - W P

Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.

Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице.

Текучесть глинистых грунтов

Показать текучести I L выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов.

Определяется расчетом из формулы:

где W - природная (естественная) влажность грунта;
W p - влажность на границе пластичности, в долях единицы;
I p - число пластичности.

Показатель текучести для грунтов разной плотности

Скальные грунты

Скальные грунты - монолитные породы или в виде трещиноватого слоя с жесткими структурными связями, залегающие в виде сплошного массива или разделенные трещинами. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Они хорошо держат нагрузку на сжатие даже в водонасыщенном состоянии и при отрицательных температурах, а также не растворимы и не размягчаются в воде.

Являются хорошим основанием для фундаментов. Единственная сложность - это разработка скального грунта. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления.

Крупнообломочные грунты

Крупнообломочные - несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%).

По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты подразделяют на:

• валунный d>200 мм (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый),
• галечниковый d>10 мм (при неокатанных гранях -щебенистый)
• гравийный d>2 мм (при неокатанных гранях - дресвяный). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву.

Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой. Они сжимаются незначительно и являются надежными основаниями.

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.

Крупнообломочный грунт может быть пучинистым, если мелкая составляющая - пылеватый песок или глина.

Конгломераты

Конгломераты - крупнообломочные породы, группа скалистых разрушенных, состоящих из отдельных камней разной фракции, содержащие более 50% обломков кристаллических или осадочных пород, не связанных между собой или же сцементированных посторонними примесями.

Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая и способна выдержать вес дома в несколько этажей.

Хрящеватые грунты

Хрящеватые грунты - это смесь глины, песка, обломков камней, щебня и гравия. Они плохо размываются водой, не подвержены вспучиванию и вполне надежны.

Они не сжимаются и не размываются. В этом случае рекомендуется закладка фундамента с заглублением, как минимум, в 0,5 метра.

Дисперсионные грунты

Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим.

Песчаные грунты

Песчаные грунты - продукт разрушения горных пород, представляют собой сыпучую смесь зерен кварца и других минералов, образовавшихся в результате выветривания горных пород с размерами частиц от 0,1 до 2 мм, содержащие глины не более 3%.

Песчанные грунты по крупности частиц могут быть:

• гравелистые (25% частиц крупнее 2 мм);
• крупные (50% частиц по весу крупнее 0,5 мм);
• средней крупности (50% частиц по весу крупнее 0,25 мм);
• мелкие (размеры частиц - 0,1-0,25 мм)
• пылеватые (размеры частиц 0,005-0,05 мм). Они близки по своим проявлениям к глинистым грунтам.

По плотности подразделяются на:

• плотные;
• средней плотности;
• рыхлые.

Чем выше плотность, тем прочнее грунт.

Физические свойства:

• высокая сыпучесть, поскольку сцепления между отдельными зернами нет.
• легко разрабатываются;
• хорошая водопроницаемость, хорошо пропускают воду;
• не меняются в объеме при разном уровне водопоглощении;
• промерзают незначительно, не пучинистые;
• при нагрузках имеют свойство сильно уплотняться и проседать, но в довольно сжатые сроки;
• не пластичны;
• легко утрамбовываются.

Сухой чистый (в особенности крупный) кварцевый песок может выдержать большие нагрузки. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Гравелистые, крупные и средней крупности пески значительно уплотняются под нагрузкой, незначительно промерзают.

Если пески залегают равномерно с достаточной плотностью и мощностью слоя, то такой грунт являются хорошей основой для фундамента и чем крупнее песок, тем большую нагрузку он может воспринимать. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см.

Мелкий песок, разжиженный водой, особенно с примесями глины и ила, в качестве основания ненадежен. Пылеватые пески (размер частиц от 0,005 до 0,05 мм) слабо держат нагрузку, как основание требуют укрепление.

Супеси

Супеси - грунты, в которых глинистые частицы размером менее 0,005 мм содержатся в пределах от 5 до 10%.

Плывуны - это супеси по свойствам близки к пылеватым пескам, содержащие большое количество пылеватых и очень мелких глинистых частиц. При достаточном водопоглощении пылеватые частицы начинаю играть роль смазки между крупными частицами и некоторые разновидности супесей становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость.

Различают плывуны истинные и псевдоплывуны.

Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6 - 9% и переходом в текучее состояние при 15 - 17%.

Псевдоплывуны - пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, переходящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.

Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.

Глинистые грунты

Глины - горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005, мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты образовались в результате физико-химических процессов, происходивших при разрушении горных пород. Характерным свойством их является сцепление мельчайших частиц грунта между собой.

Физические свойства:

• низкие водопропускные свойства, поэтому всегда содержат воду (от 3 до 60%, обычно 12-20%).
• увеличиваются в объеме при намокании и уменьшаются при высыхании;
• в зависимости от влажности обладают значительной связанностью частиц;
• сжимаемость глины высокая, уплотнение под нагрузкой низкое.
• пластичны только в пределах определенной влажности; при меньшей влажности они становятся полутвердыми или твердыми, при большей - из пластичного состояния переходят в текучее;
• размываются водой;
• пучинистость.

По поглощенной воде глины и суглинки подразделяют на:

• твердые,
• полутвердые,
• тугопластичные,
• мягкопластичные,
• текучепластичные,
• текучие.

Осадка зданий на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью.

Сухие, плотно слежавшиеся глинистые грунты с большой мощностью слоя выдерживают значительные нагрузки от сооружений, если под ними находятся устойчивые подстилающие слои.

Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома.

Но такое такая глина встречается редко, т.к. в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Так же влага может проникать через песчаные примеси в глине, поэтому влагопоглощение у глины происходит неравномерно.

Неоднородность влажности при замерзании грунта приводит к неравномерной пучинистости при отрицательных температурах, что может привести к деформации фундамента.

Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.

Глинистые грунты - самые непредсказуемые для строительства.

Они могут размываться, разбухать, сжиматься, при замерзании вспучиваться. Фундаменты на таких грунтах строят ниже отметки промерзания.

При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.

Макропористые глины

Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.

Суглинки

Суглинки - грунты, в которых глинистые частицы размером менее 0,005 мм содержатся в пределах от 10 до 30%.

По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.

Такой грунт как лёсс относится к группе суглинков, содержит значительное количество пылеватых частиц (0,005 - 0,05 мм) и водорастворимые известняки и др., очень пористый и при намокании сжимается. При замерзании вспучивается.

В сухом состоянии такие грунты обладают значительной прочностью, но при увлажнении их грунт размягчается и резко уплотняется. В результате происходят значительные осадки, сильные перекосы и даже разрушения возведенных на нем сооружений, в особенности из кирпича.

Таким образом, для того чтобы лессовидные грунты служили надежным основанием для сооружений, нужно полностью устранить возможность их замачивания. Для этого необходимо тщательно изучить режим грунтовых вод и горизонты их высшего и низшего стояния.

Ил (илистые грунты)

Ил - образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.

Ил - илистые грунты, водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30-50% по массе.

Свойства илистых грунтов:

• Cильная деформируемость и высокая сжимаемость и как следствие - ничтожное сопроивление к нагрузкам и непригодность их использования в качестве естественного основания.
• Значительное влияние структурных связей на механические свойства.
• Незначительное сопротивление сил трения, что затрудняет применение в них свайных фундаментов;
• Органические (гуминовые) кислоты в иле, действуют разрушающе на бетон сооружений и фундамента.

Самым существенным явлением, возникающим в илистых грунтах под действием внешней нагрузки, как указывалось выше, является разрушение их структурных связей. Структурные связи в илах начинают разрушаться при относительно незначительных нагрузках, однако лишь при некоторой, вполне определенной для данного илистого грунта величине внешнего давления происходит лавинное (массовое) нарушение структурных связей, причем прочность илистого грунта резко снижается. Эта величина внешнего давления носит название "структурной прочности грунта". Если давление на илистый грунт меньше структурной прочности, то свойства его близки к свойствам твердого тела малой прочности, причем, как показывают соответствующие опыты, ни сжимаемость ила, ни его сопротивление сдвигу практически не зависят от природной влажности. При этом угол внутреннего трения илистого грунта мал, а сцепление имеет вполне определенную величину.

Последовательность возведения фундаментов на илистых грунтах:

• Производится "выемка" этих грунтов, и замещают послойно песчаным грунтом;
• Отсыпают каменную/щебеночную подушку, ее мощность определяется расчетом, необходимо, чтобы на поверхность илистого грунта от сооружения и подушки приходилось давление неопасное для илистого грунта;
• После этого возводится сооружение.

Сапропель

Сапропель - пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10% (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков.

Сапропель имеет пористую структуру и, как правило, текучую консистенцию, высокую дисперсность - содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5% по массе.

Торф

Торф - органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более органических веществ.

В их состав входит большое количество растительных осадков. По количеству их содержания различают:

• слабозаторфованные грунты (относительное содержание растительных осадков - менее 0,25);
• среднезаторфованные (от 0,25 до 0,4);
• сильнозаторфованные (от 0,4 до 0,6) и торфы (свыше 0,6).

Торфяники обычно сильно увлажнены, отличаются сильной неравномерной сжимаемостью и практически непригодны как основание. Чаще всего их заменяют на более пригодные основания, например, песчаные.

Заторфованный грунт

Грунт заторфованный - песок и глинистый грунт, содержащий от 10 до 50% (по массе) торфа.

Влажность грунта

Из-за капиллярного эффекта грунты с мелкой структурой (глина, пылеватые пески) находятся во влажном состоянии даже при низком уровне грунтовых вод.

Поднятие воды может достигать:

• в суглинках 4 - 5 м;
• в супесях 1 - 1,5 м;
• в пылеватых песках 0,5 - 1 м.

Условия для слабопучинистого грунта

Относительно безопасные условия, чтобы грунт считался слабопучинистым, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:

• в пылеватых песках на 0,5 м;
• в супесях на 1 м;
• в суглинках на 1,5 м;
• в глинах на 2 м.

Условия для среднепучинистого грунта

Грунт можно отнести к категории среднепучинистой, когда подземная вода расположена ниже расчетной глубины промерзания:

• в супесях на 0,5 м;
• в суглинках на 1 м;
• в глинах на 1,5 м.

Условия для сильнопучинистого грунта

Грунт будет сильнопучинистый, если уровень грунтовых вод будет выше, чем для среднепучинистых грунтов.

Определение типа грунта на глаз

Даже далекий от геологии человек, сможет отличить глину от песка. Но определить на глаз долю глины и песка в грунте уже не каждый сможет. Какой грунт перед вами суглинок или супесь? И каков процент чистой глины и ила в таком грунте?

Для начала обследуйте соседние жилые участки. Опыт создания фундамента соседей может дать полезную информацию. Покосившиеся заборы, деформации фундаментов при неглубоком их заложении и трещины в стенах таких домов говорят о пучинистых грунтах.

Потом нужно взять пробу грунта со своего участка, желательно ближе к месту будущего дома. Некоторые советуют сделать ямку, но узкую ямку глубокой не выроешь, да и что с ней потом делать?

Я предлагаю простой и очевидный вариант. Начните своё строительство с выкапывания ямы под септик.

У вас получится колодец с достаточной глубиной (не менее 3 метров, можно больше) и шириной (не менее 1 метра), который дает кучу преимуществ:

• простор для взятия проб грунта с разной глубины;
• визуальный осмотр сечения грунта;
• возможность проверки грунта на прочность не вынимая грунт, в том числе и боковых стенок;
• яму вам обратно закапывать не нужно.

Только установите в колодец в ближайшее время бетонные кольца, чтобы колодец не осыпался от дождей.

Определение грунта по внешнему виду

Состояние сухой породы

Состояние влажной породы

Метод осветления воды

Метод определения типа грунта по скорости осветления воды за 1 минуту в пробирке (или стакане), в которую помещают щепотку почвы.

Тип фундамента от грунта

• Торф - свайный фундамент.
• Пылевые пески, тягучие глины - заглубленный фундамент с гидроизоляцией.
• Мелкие и средние пески, твердые глины - фундамент неглубокого заложения.
• Во влажных грунтах (глина, суглинок, супесь или пылеватый песок) глубина заложения фундамента - больше расчетной глубины промерзания.

Всем здравствуйте!
Дом планирую 10х10 с пристроенным гаражом 5х6 из газобетона с облицовкой кирпичом.
Какой фундамент оптимален будет, посоветуйте?
Геологические изыскания проводились в отношении части котеджного поселка, в котором находится мой участок (в отдалении 300 метров от крайней скважины). Удалось раздобыть эту инфу. Вот она:
ИГЭ-1 – Почвенно-растительный слой – чернозем. Мощность от 0.8 до 1.0 м.
ИГЭ-2 – легкий, песчанистый, местами сильно запесоченный (до супеси), коричневато-желтый, от полутвердого до тугопластичного. Глубина залегания подошвы 1.1-1.7. Средняя мощность 0.4 м.
ИГЭ-3 – Пески мелкозернистые, светло-желтые до беловато-серых (в нижней части), кварцевые, однородные, местами с редкой примесью слюды, слабовлажные, средней плотности, от малой степени водонасыщения (ИГЭ-3а ) до водонасыщенных (ИГЭ-3б ). До глубины 6.0 м подошва не вскрыта. Неполная средняя мощность составляет 2.3 м.
ИГЭ-4 – Суглинок легкий, пылеватый, коричневато-желтый, местами с рыжими пятнами, от туго- и мягкопластичных (ИГЭ-4а ) – в верхней части, до текучепластичных и текучих (ИГЭ-4б ) – в нижней, на отдельных участках песчанистые, с включением гравия карбонатных пород. Глубина залегания подошвы 3,0 – 5.5 м. Средняя мощность 3.3 м.
ИГЭ-5 – Супеси песчанистые, пластичные. Залегают в виде линз в центральной и западной части участка работ (скв.1, 3). Глубина подошвы 5,0м. Средняя мощность 0,9м.

В пределах участка коттеджной застройки, вскрыты воды верхнечетвертичного аллювиального водоносного горизонта, приуроченные к пескам ИГЭ-4. Глубина залегания уровня грунтовых вод колеблется от 5,8 м - в западной части участка (скв.7) до 2.4 - в восточной (скв.1). Колебания высотных отметок уровня изменяются в пределах от 111.1 до 113.1 м. Подошва водоносного горизонта не вскрыта. В восточной части участка глинистые грунты ИГЭ-4 выступают в роли локального водоупора, обуславливая местные напоры уровней амплитудой до 0.8-1.7 м (скв. 1, 4).
Питание горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков и паводковых вод. Амплитуда сезонного колебания уровня воды – около 1 м. Разгрузка верховодки может осуществляться в долине руч. Семеновского (ВОТ ЗДЕСЬ, КАК РАЗ, УЧАСТОК У МЕНЯ И ЕСТЬ! В НЕБОЛЬШОЙ НИЗИНЕ)
СВОЙСТВА ГРУНТОВ
ИГЭ-2 – Суглинок легкий, песчанистый, местами сильно запесоченный (до супеси), коричневато-желтый, от полутвердого до тугопластичного.:
- числа пластичности – 8.20
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.95 г/см3
- влажности – 15.5 %
- показателя текучести – 0,41
- плотности скелета (в уплотненном состоянии)– 1.69 г/см3
- коэффициента пористости – 0.55
- степени влажности – 0.74
По СНиП 2.02.01-83, при состоянии этих грунтов со степенью влажности более 0.8, прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими показателями:
- модуль деформации, Е – 25.0 МПа
- удельное сцепление, С – 33.5 кПа
- угол внутреннего трения – 23.1 град.
Суглинки относятся, по степени морозной пучинистости - к группе среднепучинистых.
ИГЭ-3а –
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.64 г/см3
- влажности – 4.14 %
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.57 г/см3
- коэффициента пористости – 0.69
- степени влажности – 0.16
-угла естественного откоса в обводненном состоянии – 20 град.

- модуль деформации, Е – 23.3 МПа
- удельное сцепление, С – 0 кПа
- угол внутреннего трения – 30.4град.

ИГЭ-3б – Пески мелкие, малой степени водонасыщения. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- плотности (в уплотненном состоянии) – 1.97 г/см3
- влажности – 20.90 %
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.63 г/см3
- коэффициента пористости – 0.61
- степени влажности – 0.90
-угла естественного откоса в обводненном состоянии – 21 град.
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 20.6 МПа
- удельное сцепление, С – 4.2 кПа
- угол внутреннего трения – 30.9 град.
По степени морозной пучинистости пески относятся к группе практически непучинистых грунтов.
ИГЭ-4а - . По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 8.49
- плотности – 1.98 г/см3
- влажности – 19.13 %
- показателя текучести – 0.45
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.66 г/см3

- степени влажности – 0.78
- модуля деформации, Е – 3.3 МПа (при р=0.3 МПа)
- удельное сцепление (в водонсыщенном состоянии), С – 43.3 кПа
- угол внутреннего трения (в водонсыщенном состоянии) – 19.3 град.
- относительной деформации просадочности - 0
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 23.9 МПа
- удельное сцепление, С – 32.5 кПа
- угол внутреннего трения – 22.9 град.

ИГЭ-4б - Суглинки тяжелые, пылеватые, твердые. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 9.35
- плотности (в уплотненном состоянии) - 1.99 г/см3
- влажности – 25.32 %
- показателя текучести – 1.30
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.55 г/см3
- коэффициента пористости – 0.68
- степени влажности – 1.08
При показателе текучести более 0.75 по СНиП 2.02.01-83 условно могут быть приняты минимальные значения показателей прочностных и деформационные свойств грунтов:
- модуль деформации, Е – 5 МПа
- удельное сцепление, С – 12 кПа
- угол внутреннего трения – 12 град.
Суглинки непросадочные и относятся к ненабухающим грунтам. По степени морозной пучинистости суглинки относятся к средне-пучинистым.
ИГЭ-5 - Супеси песчанистые, от твердых до пластичных. По результатам лабораторных исследований характеризуется нормативными значениями:
- числа пластичности – 5.02
- плотности (в уплотненном состоянии) – 2.63 г/см3
- влажности – 14.26 %
- показателя текучести – 0,52
- плотности скелета (в уплотненном состоянии) – 1.78 г/см3
- удельное сцепление (в водонсыщенном состоянии), С – 11.3 кПа
- модуля деформации, Е – 6.7 МПа (при р=0.3 МПа)
- коэффициента пористости – 0.48
- степени влажности – 0.78
По СНиП 2.02.01-83 прочностные и деформационные свойства могут характеризоваться следующими характеристиками:
- модуль деформации, Е – 30.2 МПа
- удельное сцепление, С – 17.7 кПа
- угол внутреннего трения – 27.9 град.
Супеси непросадочные и относятся к ненабухающим грунтам. По степени морозной пучинистости супеси относятся к сильнопучинистым.

МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОРОЖНЫЙ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИПРОДОРНИИ

ЭТАЛОН
ОТЧЕТА ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
И МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Утвержден на заседании секции НТС

Гипродорнии проектной части

Протокол № 10 от 23.12.86

МОСКВА 1987

Эталон отчета по инженерно-геологическим изысканиям при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов/ Гипродорнии. - М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. 1987.

Основная задача выпуска Эталона - унификация форм полевой, лабораторной и камеральной документации инженерно-геологических работ.

Эталоном отчета предусмотрены все основные виды записок, чертежей, ведомостей и графиков, выпускаемых геологической службой Гипродорнии. При составлении Эталона были учтены требования действующих государственных стандартов, нормативных документов и пособий к ним.

Разработан гл. геологом - инженером Р.Т. Власюком (технический отдел Гипродорнии) в развитие ранее изданных (в 1985 г.) образцов оформления инженерно-геологических паспортов при изысканиях автомобильных дорог.

Директор института

канд. техн. наукЕ.К. Купцов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям должен содержать все данные, необходимые для разработки проектно-сметной документации, соответствующей стадии проектирования автомобильных дорог.

Отчеты по подробным инженерно-геологическим изысканиям (для составления проекта и рабочего проекта) должны состоять из пояснительной записки, текст которой иллюстрируется рисунками и фотографиями, графических приложений, ведомостей, инженерно-геологических паспортов мостовых переходов, путепроводов, мест индивидуального проектирования земляного полотна, площадок под здания и сооружения, месторождений грунта и дорожно-строительных материалов.

Указания по составлению и составу инженерно-геологических паспортов приведены в образцах оформления инженерно-геологических паспортов при изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них, изданных техническим отделом Гипродорнии в 1985 г.

В настоящем Эталоне даны общие указания об объеме отчета по инженерно-геологическим изысканиям. В каждом отдельном случае его определяют индивидуально в зависимости от местных условий, особенно это относится к изысканиям мостовых переходов.

Образец титульного листа отчета

МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР
ГИПРОДОРНИИ
(Филиал)

ОТЧЕТ
ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ РАБОТАМ ДЛЯ
СОСТАВЛЕНИЯ ПРОЕКТА (РАБОЧЕГО ПРОЕКТА)
НА СТРОИТЕЛЬСТВО (РЕКОНСТРУКЦИЮ)
АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ (МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА
ЧЕРЕЗ р. …………………..)………………………………….

Начальник отделаИ.О. Фамилия

Главный геолог (специалист) отделаИ.О. Фамилия

Главный (старший) геолог

экспедиции (партии)И.О. Фамилия

19 ... г.

2. СХЕМА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

2.1. Введение

Административные и географические границы района изысканий.

По чьему заданию осуществлены работы.

Время производства работ.

Степень изученности территории объекта изысканий.

Организация полевых работ (количество партий, отрядов).

Производители работ (главный геолог, начальник партии, ст. инженер и т.д.). Должность, фамилия автора отчета.

Технология производства инженерно-геологических работ (проходка шурфов и буровых скважин, тип и марка станков, геофизические методы разведки, полевые методы исследования грунтов).

Полнота и качество выполненных работ.

2.2. Природные условия района, работ

2.2.1. Климат:

Общая климатическая характеристика района с указанием климатических зон по участкам трассы;

Осадки, распределение их по месяцам, ливни, средняя многолетняя и максимальная толщина снежного покрова, число дней со снегопадом, продолжительность периода снежных метелей и число дней с метелями, продолжительность зимнего периода;

Сведения дорожно-эксплуатационной службы о снегозаносах на дорогах в районе проложения трассы;

Число дней с оттепелями, гололедом, туманами;

Средние, максимальные и минимальные температуры воздуха, переход среднесуточных температур через 0 и 5 градусов; глубина промерзания почвы, абсолютная и относительная влажность воздуха, даты замерзания и вскрытия рек, сведения о снежных лавинах и селевых паводках для горных районов;

Ветер; господствующие ветры по временам года, ветры со скоростью свыше 4 м/с. Зимняя роза ветров, а в южных засушливых районах - летняя.

2.2.2. Рельеф и гидрография:

Общая геоморфологическая характеристика района проложения трассы автомобильной дороги;

Районирование трассы по рельефу;

Обеспеченность естественного стока воды, заболачиваемость;

Гидрографическая сеть района проложения трассы;

Перечень средних и больших мостовых переходов.

2.2.3. Почвы и растительность:

Общая характеристика почв района в целом и по участкам;

Описание основных типов почв вдоль трассы автомобильной дороги;

Растительный покров района проложения трассы автомобильной дороги;

Возможность использования растительности для дорожного строительства.

2.2.4. Геология, тектоника и гидрогеология:

Особенность тектоники района, сейсмичность;

Краткая характеристика геологического строения района проложения трассы дороги в целом и по отдельным участкам;

Характеристика и глубина залегания коренных пород;

Характеристика пород четвертичного возраста;

Условия поверхностного стока, формирование верховодки;

Грунтовые воды, распространение и особенности их залегания;

Расчетный уровень горизонта грунтовых вод и методы его определения при инженерно-геологическом обследовании;

Химический состав грунтовых и поверхностных вод (агрессивные свойства по отношению к бетону, пригодность для затворения бетона, пригодность для питья);

Источники получения воды для технических целей (полив при укладке земляного полотна).

2.3.1. Грунты:

Общая характеристика грунтов инженерно-геологических элементов по всему протяжению трассы и по участкам;

Гранулометрический состав и физические свойства основных грунтовых разностей (естественная влажность, оптимальная влажность и плотность, определяемая на приборе стандартного уплотнения Союздорнии, пределы пластичности) категории грунтов по трудности разработки;

Оценка грунтов как строительного материала для возведения земляного полотна и как основания дорожных сооружений;

Химический состав (содержание водорастворимых солей в районе развития засоленных почв) по данным местных сельскохозяйственных предприятий и по данным собственных лабораторных исследований.

2.3.2. Современные физико-геологические процессы:

Наличие и интенсивность проявления современных физико-геологических процессов, их влияние на работу и устойчивость дорожных сооружений;

Наличие оползневых явлений, осыпей, карста, болот, мокрых выемок и других мест, требующих индивидуального проектирования земляного полотна.

2. 3 .3. Инженерно-геологические условия строительства:

Особенности строительства участков типового и индивидуального проектирования земляного полотна;

Особенности строительства искусственных сооружений и объектов ПГС.

Примечание. при необходимости можно составлять по трассе автомобильной дороги и дорожным сооружениям в целом или отдельно по земляному полотну, малым искусственным сооружениям, мостовым переходам и путепроводам и объектам ПГС.

2.4. Дорожно-строительные материалы

Использованные литературные и архивные источники - данные изысканий прежних лет, а также данные для решения вопроса обеспечения объекта строительными материалами.

Оценка геологического строения рассматриваемого района проложения автомобильной дороги в части возможности и условий получения дорожно-строительных материалов.

Краткая общая характеристика обследованных и разведанных месторождений дорожно-строительных материалов по группам камня, гравия, песка. Марки и классы материалов по СНиП.

Притрассовые месторождения грунтов для отсыпки насыпей. Их расположение, условия разработки и транспортировки.

Наличие действующих карьеров и баз по переработке дорожно-строительных материалов. Качество материалов, условия их получения и доставки.

Наличие предприятий местной промышленности, дающих отходы, пригодные к использованию в качестве материалов для дорожно-строительных работ. Условия получения и доставки отходов. Качество отходов как дорожно-строительных материалов.

Анализ обеспеченности строительства местными и привозными дорожно-строительными материалами и их качественная характеристика.

2.5. Результаты обследования существующих автомобильных дорог

2.5.1. Земляное полотно:

Характеристика земляного полотна в целом и по характерным участкам;

Деформации, повреждения и разрушения земляного полотна;

Степень уплотнения земляного полотна;

Состояние водоотвода;

2.5.2. Дорожная одежда:

Состояние дорожной одежды в целом и по характерным участкам;

Наличие и мощность конструктивных слоев дорожной одежды;

Состав и характеристика конструктивных слоев дорожной одежды;

2.6. Выводы

Основные результаты инженерно-геологических исследований трассы автомобильной дороги и дорожных сооружений.

Примечания.

1. Текст записки иллюстрируется фотографиями производственных процессов, видов ландшафта местности, характерных обнажений, отдельных сложных мест, переходов через водотоки, отдельных участков, показывающих состояние существующих дорог и т.п.

2. Климат района может быть представлен графиками климатических данных, кривыми температур, осадков и розами ветров.

Для засушливых районов следует прилагать не только зимнюю розу ветров, но и летнюю.

3. При сдаче отчета в геологический фонд его состав и оформление должны отвечать требованиям к отчетным материалам, сдаваемым в геологический фонд Мингео СССР и в Мособлгеофонд.

Характеристики грунта определяют не только конструкцию фундаментно-цокольной части, но и возможность построить дом вообще. Известно, насколько проблематично что-либо возводить, сваять на плывунах, на торфяниках, где под поверхностным слоем глинистовидных наносов скрывается обманщиковая подложка.

Во время строительства этап №1 работ — определить характеристики грунта. А также узнать обводненность участка, глубину промерзания, вероятность морозных пучений, и как следствие выбрать найоптимальнейшую конструкцию фундамента.

Создавать подземную часть дома по принципу «с запасом прочности» — большой урон денежно-хозяйственному положению. Ведь может «показаться» нормальным и 2- 3-х кратное увеличение тяжелых закладочных материалов.

Правильное направление преодолений производственных осложнений- изыскания и исследование грунта, определение характеристики. Но можно ли это сделать «на глазок» своими рукам?

Что в котловане

Даже далекий от геологии человек, сможет отличить песок от песчаного сланца – весьма твердой горной породы. Это очевидные явные различия.

Но сложности возникают, когда необходимо определить разновидности глинистых грунтов.

Что находится в котловане – глина, суглинок или супесь? И каков процент чистой глины в таких грунтах?

Наличием глинистых и пылевидных частиц и обуславливается склонность грунтов к пучению.

Далее рассмотрим возможность самостоятельно определить виды глинистых грунтов. Можно воспользоваться ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». Там все расписано «от А до Я». Но практическая польза все же не велика. Так как, например, параметр «предел прочности» без лаборатории не измеришь.

Но сперва создайте достаточной глубины котлован, чтобы брать грунт залегающий как напротив стенок фундамента, что очень важно (поднимающие силы направленные по касательной к стенкам), так и под подошвой

Пластичность – важная характеристика

Важнейшей характеристикой глинистых грунтов является «число пластичности». Оно характеризует способность грунтов удерживать воду. Число пластичности для глинистых грунтов имеет следующие значения:

• Супесь – 1 – 7
• Суглинок – 7 – 17
• Глина — >17

Чем более пластичный материала, тем больше в нем воды, и он лучше лепится, — склеивается, сохраняет форму целостность даже в виде тонких фигур.

Но число пластичности – результат лабораторных исследований.

Попробуем определить вид грунта в котловане под фундамент, не прибегая к конечному числу пластичности, а воспользовавшись визуальными различиями.

Что сделать для определения качеств

1. Кусочек грунта растираем в руках, пробуем определить на ощупь – если в нем песчаные частички. Исходя из своих ощущений делаем вывод:

• при растирании песок не чувствуется – это глина;
• при растирании песок чувствуется, хотя грунт похож на глину – это суглинок;
• грунт растирается на песок и пылеватые частицы – это супесь.

2. Ладонями скатываем из грунта шнурок и другие фигуры:

• глина — легко скатывается шнур, причем весьма тонкий. После этого делаем из шнура шарик, сплющиваем его – края шарика при деформации не потрескались;
• суглинок — шнур скатывается, но у шарика при его сдавливании края растрескались;
• супесь — шнур скатывается с большим трудом, или не скатывается совсем.

Еще способы определения грунта

Для тех же, кто хочет своими руками заменить геологические исследования, приведена таблица – Способы определения грунта, — здесь необходимо скатывать из грунта тонкий шнур, шарик, определять на ощупь пластичность и включение частиц, разглядывать состав в лупу…

С каждым образцом изъятым с определенной глубины котлована, нужно проделать несколько манипуляций согласно данных в следующей таблице

Описанный, не научный, но зато практичный метод, все же весьма груб. Процентное содержание песчаных частиц в грунте подобными методами не получишь.

Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице.

Еще сведения по определению качеств.

Метод отделения песка от глины для изучения грунта

Вручную отделить песок от глины можно в банке с водой. А затем измерить линейкой толщину их слоев, что в грубом приближении, укажет на примерное процентное соотношение глины из песка. Набить руку в таких экспериментах можно, если повторить их многократно, взяв образцы явно разных грунтов.

Делается следующее. Берется банка с водой, туда насыпается грунт и усердно перебалтывается. После полного размешивания, необходимо дать некоторое время для взвеси отстояться, иногда для мелких частиц нужно весьма значительное время. Песок осаживается, образует видимый уплотненный слой внизу, а глинистые частицы плавучие, остаются в толще или поднимаются вверх.

Измерив толщину видимых слоев вверху и внизу стеклянной тары, можно приблизительно судить о характере грунта. Эти данные соотнести с приведенными выше табличными значениями, и по этому дать грунту свое наименование и характеристики не дожидаясь лабораторных анализов.