Классификация песчаного грунта
Построение геологической колонки, изучение напластований грунтов
До начала проектирования любого здания или сооружения необходимо:
- изучить местный опыт строительства;
- по отчету инженерно-геологических изысканий ознакомиться с напластованием грунтов и положением уровня подземных (грунтовых) вод на строительной площадке и ожидаемым во время строительства и эксплуатации сооружения;
- установить нормативные и расчетные характеристики грунтов каждого слоя для расчета по предельным состояниям;
- с учетом напластования грунтов наметить наиболее рациональное размещение (если оно не задано) сооружения на участке строительства.
- по данным изысканий оцениваются инженерно-геологические условия, приводимые в отчете или заключении. Напластование грунтов оценивается по разрезам и колонкам скважин.
Характерными напластованиями грунтов являются:
- однородный слой грунта в пределах большой глубины;
- слоистое напластование, когда слои грунта относительно горизонтальны и каждый подстилающий слой менее сжимаем, чем несущий;
- сложное, когда слои грунта выклиниваются, залегают линзообразно или имеются сильно сжимаемые грунты.
Особое внимание должно уделяться оценке уровня грунтовых вод, его сезонным колебаниям, возможным изменениям вследствие возведения сооружения, их агрессивности по отношению к материалу фундаментов.
Масштаб геологической колонки принимаем 1 : 100. Абсолютная отметка устья скважины (точка пересечения ствола скважины с поверхностью земли) равна +135,6 м.
Мощность первого слоя равна глубине залегания его подошвы. Абсолютные отметки подошвы слоев определяют как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. В середине графы двумя линиями обозначают ствол скважины и с обеих сторон от ствола показывают условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Ствол скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют.
Исходные данные представлены в таблицах 1.1-1.2.
Tаблица1.1 – Физические характеристики песчаного грунта (слой№1)
Стратиграфический индекс | Мощность слоя, м | Наименование песчаного грунта | Плотность грунта ρ, г/см3 | Плотность частиц грунта ρs, г/см3 | Влажность ω, % |
mQ4 | 2,4 | Средний | 2,08 | 2,65 |
Таблица1.2 – Физические характеристики глинистого грунта (слой№2)
Стратиграфический индекс | Мощность слоя, м | Предел пластичности | Плотность грунта ρ, г/см3 | Плотность частиц грунта ρs, г/см3 | Влажность ω, % | |
ωL,% | ωP,% | |||||
dQ1 | 4,7 | 2,01 | 2,68 |
Колонка представлена на рисунке 1.1.
Классификация песчаного грунта.
Для оценки строительных свойств грунтов производится их классификация согласно СТБ 943-2007, включающая следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:
- класс (по характеру структурных связей);
- группа (по происхождению);
- подгруппа (по условию образования);
- тип (по петрографическому и гранулометрическому составу, числу пластичности);
- вид (по структуре, текстуре, составу цемента и примесей, содержанию заполнителя и включений, гранулометрическому составу и степени его неоднородности, пористости, относительному содержанию органического вещества, степени зольности, по способу преобразования, степени уплотнения от собственного веса, давности намыва);
- разновидность (по физическим, механическим, химическим свойствам и состоянию).
В зависимости от характера структурных связей грунты подразделяются на два класса:
I Сжесткими структурными связями - скальные:
- магматические (интрузивные - гранит, диорит, сиенит, габбро, диабаз и др.; эффузивные - липарит, порфир, базальт, туф и др.);
- метаморфические (регионально-метаморфизованные - гнейс, кварцит, сланец; динамометаморфизованные - порфироид, тектоническая брекчия);
- осадочные (сцементированные крупнообломочные - конгломерат, брекчия, гравелит; сцементированные мелкообломочные - песчаник, туффит; сцементированные пылевато-глинистые – алевролит, аргиллит; органогенные - известняк, мергель, мел, опока, диатомит; хемогенные - гипс, ангидрит, галит);
- искусственные (искусственный грунт - грунт природного происхождения, закрепленный или уплотненный различными методами, насыпной и намывной, а также твердые отходы производства и бытовые отходы) -магматические, метаморфические и осадочные трещиноватые сцементированные грунты; крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые несцементированные грунты - закрепленные или улучшенные (цементация, силикатизация, битумизация, замораживание, термическая обработка и т. д.).
II Без жестких структурных связей - нескальные:
- осадочные несцементированные (обломочные, крупнообломочные (валунный, галечниковый, глыбовый грунт и др.); обломочные, песчаные (песок); обломочные, пылевато-глинистые (супесь, суглинок, глина); озерные (ил); биогенные (сапропель, торф и др.); почвы);
- искусственные (преобразованные в природном залегании (обломочные, биогенные, почвы); насыпные; намывные).
- Наиболее распространенным основанием являются обычно песчаные и пылевато-глинистые грунты.
Строительная классификация песчаных грунтов
Песчаные – несвязные грунты, сложенные угловатыми и окатанными обломками минералов размером от 2 до 0,05 мм. Основная масса состоит из кварца и полевых шпатов.
Песчаные грунты подразделяются:
- по гранулометрическому составу (гравелистый, крупный, средний, мелкий, пылеватый);
- показателю максимальной неоднородности Umax (однородный (Umax≤ 4), среднеоднородный (4 < Umax≤ 20), неоднородный (20 < Umax≤ 40), повышенной неоднородности (Umax > 40));
- степени влажности (маловлажные (0 <Sr≤ 0,5); влажные (0,5 < Sr≤ 0,8); водонасыщенные (0,8 < Sr≤ 1));
- прочности (прочный, средней прочности, малопрочный).
Для определения классификации песчаного грунта рассчитаем степень влажности Sr по формуле
(2.1) |
где ω – природная влажность в долях единиц;
– плотность частиц грунта;
е – коэффициент пористости;
– плотность воды.
Также определим коэффициент пористости е по формуле
(2.2) |
где – плотность частиц грунта;
ρ – плотность грунта;
ω – влажность.
Подставив исходные данные (ρs=2,65 г/см3; ρ=2,08 г/см3; ω=12%) в формулы (1.1) и (1.2), получим следующее:
По значению степени влажности песчаного грунта можно сделать вывод, что данный песок относится к классу водонасыщенный.
Так как коэффициент пористости равен 0,43 и песок средний, то данный песок является плотным.
Исходя из всех расчетов условное расчетное сопротивление R0=500 кПа.