Инженерно-геологические изыскания
Физические свойства и классификация грунтов
В соответствии с [29] различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые, и почвы. В отдельную группу выделяют искусственные грунты.
Физические свойства грунтов характеризуются следующими основными параметрами: плотностью, пористостью, пластичностью, влажностью. Одной из основных характеристик грунта является плотность.
Для грунтов различают:
· плотность частиц грунта рs – отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта;
· плотность грунта р – отношение массы грунта (включая массу воды в порах) к занимаемому этим грунтом объему;
· плотность сухого грунта рd – отношение массы сухого грунта к занимаемому этим грунтом объему (включающие в этом грунте поры).
Плотность сложения грунта (степень уплотненности) характеризуется пористостью п или коэффициентом пористости е и плотностью сухого грунта.
Значение коэффициента е для грунтов меняется в довольно широких пределах. Для достаточно уплотненных грунтов е <1, если же е >1, то это показывает, что грунт весьма рыхлого, неуплотненного сложения, и строительство на таких грунтах требует специальных мер по искусственному их упрочнению.
Влажность грунтов определяется высушиванием грунта при t=105оС до постоянной массы. Отношение разности масс пробы до и после высушивания к массе абсолютно сухого грунта дает значение влажности, выражаемое в процентах или долях единицы. Долю заполнения пор грунта водой называют степенью влажности. Влажность песчаных грунтов (за исключением пылеватых) изменяется в небольших пределах и практически не влияет на прочностные и деформативные свойства этих грунтов.
Пластичность – свойство грунта под действием внешних сил не разрушаться и сохранять свою форму после устранения этих сил, причем свойствами пластичности грунт обладает только при определенных значениях влажности.
Грунты в зависимости от содержания пылевато-глинистых частиц делят на пластичные (пылевато-глинистые) и непластичные (песчаные). В зависимости от влажности пылевато-глинистые грунты могут быть в твердом, пластичном и текучем состоянии. Непластичные (песчаные) грунты сыпучи, в сухом состоянии не обладают свойствами пластичности.
По гранулометрическому составу классификация песков следующая:
· гравелистый (2мм) 25% (от массы воздушно-сухого грунта),
· крупный (0,5мм) 50%,
· средний (0,25мм) 50%,
· мелкий (0,1мм) 75%,
· пылеватый (0,025мм) 75%.
Песчаное основание значительной мощности дает быстро затухающую и равномерную осадку и не обладает свойствами пучения.
Среди нескальных грунтов выделяют крупнообломочные грунты – щебень, гальку, гравий. Они содержат по массе более 50% кристаллических и осадочных пород крупностью более 2мм, в отличие от песка, где их менее 50%.
Крупнообломочные грунты малосжимаемы и, как правило, дают под нагрузкой небольшие и равномерные осадки и не обладают пучинистостью.
Пески и крупнообломочные грунты по своим природным характеристикам служат хорошим основанием для зданий и сооружений.
К пылевато-глинистым грунтам относят супеси, суглинки, глины, илы, лессовые грунты. Лессовые грунты – это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и способные при замачивании водой давать под нагрузкой просадку, легко размокать и размываться. Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделить грунты также со специфическими неблагоприятными свойствами – при замачивании водой или химическими растворами грунты увеличиваются в объеме и без нагрузок.
Особую группу нескальных грунтов составляют грунты, характеризуемые значительным содержанием органических веществ, биогенные (заторфованные грунты, торфы, сапропели – пресноводные илы), которые не рекомендуется использовать в качестве основания для зданий и сооружений.
Инженерно-геологические изыскания – составная часть комплекса работ, выполняемых для обеспечения строительного проектирования исходными данными о природных условиях района (участка) строительства, а также прогнозирования изменений окружающей природной среды, которые могут произойти при строительстве и эксплуатации сооружений. При проведении инженерно-геологических изысканий изучаются грунты как основания зданий и сооружений, подземные воды, физико-геологические процессы и явления (карст, оползни, сели и др.).
Инженерно-геологическим изысканиям сопутствуют инженерно-геодезические изыскания, объектом изучения которых являются топографические условия района строительства, и инженерно-гидрометеорологические изыскания, при выполнении которых изучаются поверхностные воды и климат.
Проведение изысканий регламентируется нормативными документами и стандартами.
Инженерно-геологические изыскания должны производиться, как правило, территориальными изыскательскими и проектно-изыскательскими организациями.
При согласовании программы изысканий проектировщик должен требовать, чтобы исследования грунтов для определения их строительных свойств проводились комплексными методами, включающими как лабораторные. Так и полевые испытания. Основными факторами, определяющими состав исследования грунтов. Входящих в общий комплекс, являются особенности грунтовых условий на строительной площадке, тип выбранного фундамента, класс ответственности и конструктивные особенности проектируемых сооружений.
Физические характеристики грунтов определяются, как правило, преимущественно лабораторными методами. Требовать применения полевых методов (зондирования, радиоактивного каротажа и др.) следует только в тех случаях, когда отбор образцов необходимого качества затруднителен или практически невозможен.
Для получения данных, необходимых при проектировании фундаментов сооружений на грунтах, специфических по составу и строению (просадочных, набухающих, заторфованных и др.), при изысканиях должны определяться дополнительные характеристики грунтов. Например: для просадочных грунтов – относительная просадочность, начальное просадочное давление, влажность, общее содержание и состав водорастворимых солей.
Результаты изысканий представляются в виде отчетов или заключений, в которых должны содержаться выводы, прогнозы и рекомендации, необходимые для разработки проектно-сметной документации. В том числе в отчет входят полученные характеристики грунтов, выполняемые в виде геологической колонки. Вид геологической колонки приведен ниже. Рис. 1.
Рис. 1 Геологическая колонка
