Грунт (нем. Grund - основа, почва) - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

V - категория - Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк. Мягкий конгломерат. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму,а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 30% по объёму.

VI - категория - Сланцы крепкие.Песчаник глинистый и слабый мергелистый известняк. Мягкий доломит и средний змеевик. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, щебня и валунов до 10% по объёму, а также моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 50% по объёму

VII - категория - Сланцы окварцованные и слюдяные. Песчаник плотный и твёрдый мергелистый известняк. Плотный доломит и крепкий змеевик. Мрамор. Вечномёрзлые сезонно промерзающие грунты: моренные грунты и речные отложения с содержанием крупной гальки и валунов до 70% по объёму.

Виды грунта

Плывуны - содержат мелкие глинистые или песчаные частицы, разбавленные водой. Степень плывучести определяется по количеству воды в грунте.

Сыпучие грунты (песок, гравий, щебень, галька) состоят из слабосцепленных между собой частиц разного размера.

Торфяники - биологический объект, экосистема, включающий комплекс растений и их остатков, образующих в условиях повышенной влажности взаимозависимое сообщество. Высший тип существования живых организмов, аналогичный коралловым рифам, лесным массивам и городским мегаполисам.

Мягкие грунты - содержат слабосвязанные между собой частицы землистых пород (глинистых или песчано-глинистых)

Слабые грунты (гипс, глинистые сланцы и др.) состоят из слабосвязанных между собой частиц пористых пород.

Средние грунты - (плотные известняки, плотные сланцы, песчаники, известковый шпат) состоят из связанных между собой частиц пород средней твердости.

Крепкие грунты - (плотные известняки, кварцевые породы, полевые шпаты и др.) содержат связанные между собой частицы пород большой твердости.

Разрабатывать плывуны, сыпучие, мягкие и слабые грунты легко, но они требуют постоянного укрепления стенок шахты деревянными щитами с распорками. Средние и крепкие грунты разрабатывать тяжелее, но они не осыпаются и не требуют дополнительного крепления.

Асфальт (от греч. άσφαλτος - горная смола) - смесь битумов (60-75 % в природном асфальте, 13-60 % - в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и минеральным порошком в искусственном асфальте). Применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, как кровельный, гидро и электроизоляционный материал, для приготовления замазок, клеев, лаков и др. Асфальт может быть природного и искусственного происхождения. Часто словом асфальт называют асфальтобетон - искусственный каменный материал, который получается в результате уплотнения асфальтобетонных смесей. Классический асфальтобетон состоит из щебня, песка, минерального порошка (филера) и битумного вяжущего (битум, полимерно-битумное вяжущее; ранее использовался дёготь, однако он в настоящее время не применяется). Для разрушения (пропилки) асфальтовых покрытий существует такая техника в аренду, как

Грунты играют важную роль в процессе расчетов и проектирования возведения фундамента разных строительных объектов. Это обусловлено природными причинами: различные виды грунтов ведут себя по-разному в определенных погодных условиях и при сезонном изменении температур, имеют особые характеристики.

Стойкость и надежность фундамента зависит от физических характеристик грунта.

Устойчивость и надежность фундамента зависит от физических особенностей грунта, которые обязательно учитываются в процессе возведения фундамента.

Особое внимание уделяется связности, однородности, влагоемкости, водонепроницаемости, растворимости грунтовой массы. Отдельно рассматриваются коэффициенты трения, разрыхления, пластичности и сжимаемости. Существуют основные виды грунта:

• глинистые;
• пылеватые;
• песчаные;
• скалистые;
• обломочные.

Показатели плотности и коэффициенты разрыхления, необходимые для проведения соответствующих расчетов для каждого вида грунта, приведены в таблице.

Глинистые грунты

Глинистый грунт – результат физического разложения и механического распада горных пород.

Глинистые грунты – одни из наиболее проблемных для строительства. Они имеют все негативные свойства, которые усложняют строительный процесс: промерзают, размываются, вспучиваются, обладают высокой просадочностью. При строительстве на таком основании нужно проводить скрупулезные и точные расчеты в процессе возведения фундамента.

Глинистый грунт представляет собой продукт химического разложения и механического распада горных пород. Он имеет чешуйчатые и мелкозернистые фракции, что делает его вязким, способным деформироваться во влажном состоянии без возникновения трещин под влиянием нагрузки. При уменьшении влажности уменьшается и связность таких грунтов. По консистенции они делятся на следующие виды:

• твердые;
• текучие;
• пластичные.

При возведении фундамента нужно обязательно учитывать величину нагрузки строения на грунт. Закладывать его необходимо на максимальную глубину промерзания. Исключением являются сухие глинистые грунты.

Глинистые виды грунта подвержены осадке, возникающей в результате веса фундамента, причем этот процесс происходит длительный период времени – в течение нескольких лет. Чем сильнее его пористость, тем дольше и больше будет осадка.

Вернуться к оглавлению

Пылеватые грунты

Пылеватый грунт имеет недостаток: он превращается в жижу, когда насыщается водой.

На таком виде почвы строительство не рекомендуется. Данный вид грунта имеет плохую особенность: он превращается в жижу, когда насыщается водой, соответственно, его поведение сложно прогнозировать. Он является пылеватым песком, который подтапливается грунтовыми водами.

Пылеватый грунт имеет различное происхождение. Он может быть осадочным, который образовался на месте выветривания, или перенесенным и отложенным в другом месте. Еще к этому виду относятся илы, которые представляют собой водонасыщенные современные осадки водоемов, образовавшиеся в результате микробиологических процессов.

Но несмотря на это, существуют определенные технологии, позволяющие обустроить фундамент и на такой местности. Стоит такой процесс довольно дорого, и никто не даст точных гарантий, что сделанный в соответствии со всеми правилами фундамент не осядет через 5-10 лет. Строительство сооружений на плавунах возможно только при условии работы опытных строителей. Все же стоит хорошо подумать и оценить все преимущества и недостатки, прежде чем начинать возводить постройку.

Вернуться к оглавлению

Песчаные грунты

Песчаный грунт водонепроницаем, что делает его более прочным и качественным.

Пески, представляющие собой стабильные крупные фракции, наиболее удобные для успешного строительства виды грунтов. Их несложно разрабатывать, они хорошо уплотняются вследствие нагрузки, при равномерном и плотном слое залегания являются идеальным основанием для сооружения фундамента. В процессе строительства необходимо учитывать, что крупные частицы песка способны вынести большую нагрузку. промерзает мало, и этот факт оказывает незначительное влияние на его свойства.

Данный вид почвы состоит из частиц, размеры которых не превышают 2 мм, но и не меньше 0,1 мм. Песчаный грунт имеет хорошую водонепроницаемость, что делает его более прочным и надежным. Поэтому даже в зимний период он не станет с глубины выпучиваться наружу. Перед тем как начинать закладывать фундамент, нужно учитывать, что грунтовые воды находятся на более низком уровне зимой, чем в теплое время года. От этого фактора зависит глубина закладки фундамента, которую рекомендуется проводить на глубине от 50 до 70 см.

Многие привыкли воспринимать почву именно в том виде, в каком она представлена сейчас. Однако природа миллионы лет занималась её формированием. Изначально поверхность представляла собой горную породу. Со временем она подвергалась эрозии, влиянию дождя и минералов. Останки первых и последующих растений обогащали почву гумусом. Благодаря этим метаморфозам верхний слой увеличивался, становясь лучше по составу и структуре. По геологическим причинам механические и химические характеристики разнятся на всей поверхности. Грунт - почва, всё разнообразие техногенные образования. Всё это на протяжении длительного времени было объёктом инженерной и хозяйственной деятельности человека.

Классификация

Существует несколько основных разновидностей грунта. К ним, в частности, относят:

• Монолитный скальный и полускальный с жёсткими структурными связями.
• Дисперсный, раздельно-зернистый без прочных структурных соединяющих. Связные - глинистые, несвязные - крупнообломочные.

Применяется грунт при сооружении основания зданий, в инженерных конструкциях, а также в покрытии дорог, насыпях и плотинах. Хорошо подходит для создания подземных каналов: тоннелей, хранилищ и прочего. Почвоведение - наука, областью изучения которой является грунт.

Виды грунтов и их свойства

Для постройки надёжного фундамента необходимо учитывать физические качества почвы, которая находится в основании. Основную информацию содержит таблица грунтов. Перед началом работ должен быть осуществлён расчёт сопротивления земли. При оценке его технической пригодности должны быть рассмотрены такие аспекты, как:

Виды грунтов разделены на две большие категории, которые различны между собой по строению, физическим свойствам и способам разработки. Также подразумеваются промежуточные группы скалистых разрушенных пород. Они состоят из несвязанных между собой или соединённых посторонними примесями камней. Последние носят название конгломератов.

Рыхлые структуры

В этой группе состоят песчаные типы грунтов, которые при высыхании не теряют своего объёма. В чистом виде они имеют почти незначительную связь между частицами. Также сюда включают и глину. Она способна увеличивать свои объемы при намокании и в зависимости от влажности может обладать хорошей связностью. Пески не обладают пластичностью. После применения силы они мгновенно сжимаются, но не сохраняют придаваемой им формы. А вот глина очень легко поддаётся видоизменению. Она под воздействием внешней силы довольно медленно, но сильно сжимается.

Скальные структуры

Это сцементированные и спаянные между собой породы. Внешне эти структуры представляют собой сплошной массив или трещиноватый слой. Насыщенные водой, они показывают высокий процент прочности при сжатии. Эти структуры легко растворимы и размягчимы в воде. Они хорошо подходят в качестве основы для фундамента благодаря своей прочности, стойкости к сжатию и морозам. Несомненным преимуществом этих структур является также и то, что для них не требуется дополнительного вскрытия и заглубления.

Конгломераты и нескальные структуры

Большую их часть составляют нескреплённые кристаллические и осадочные крупнообломочные породы. Эти структуры способны выдержать постройки в несколько этажей. На этих грунтах осуществляют закладку ленточного фундамента, глубина которого не меньше половины метра. На территории РФ находится достаточно много разновидностей наскальных структур, которые имеют самые разнообразные

Сыпучая структура

Следует сказать, что грунт-песок считается достаточно распространенной структурой. Что собой представляет эта категория? В состав грунта входит сыпучая смесь зернового кварца, а также других материалов, которые появились из-за выветривания частиц горных пород очень небольшого размера. Эти структуры разделены на несколько подгрупп. Это, в частности, гравелистые, средние и крупные, пылеватые породы. Все указанные структуры легко подвергаются разработке, отличаются высокой водопропускаемостью, под давлением хорошо уплотняются. При укладке песка равномерным слоем по плотности и объёмам можно заложить хорошую основу для последующего строительства. Использование максимальных его характеристик произойдёт в том случае, если уровень промерзания располагается выше подземных вод. Всё это зависит от особенностей региона, в котором происходит строительство. Сжатие песка происходит в короткий срок, а значит, осадка такой структуры не потребует много времени. Ее крупность прямо пропорциональна способности выдерживать нагрузки. Размер частиц пылевого песка варьируется от 0,005 до 0,05 мм. Он не будет хорошим основанием для постройки, поскольку плохо справляется с высокими нагрузками. Песчаный грунт способен проседать под давлением. Также он почти не промерзает и легко пропускает воду. Если фундамент базируется на такой почве, то он должен закладываться на глубине, не превышающей 70 см, но не менее сорока сантиметров.

Пластичные структуры. Подкатегории

Пластические характеристики грунтов позволяют разделить их на несколько подгрупп. Рассмотрим основные из них. Сыпучие структуры, в содержании которых 5-10% глины, называются супесями. Некоторые из них при разбавлении с водой становятся текучими, сходными с жидкостью. Из-за этого такой грунт ещё называется плавуном. Такие структуры непригодны для Суглинки в своём составе имеют от 10 до 30% глины. Бывают они лёгкие, средние и тяжёлые. Указанные показатели обеспечивают промежуточное положение таких грунтов между глиной и песком.

для фундамента

Физические характеристики грунтов имеют большое значение в строительстве сооружений. Далеко не на каждой горной породе можно возвести здание. В отличие от сыпучей структуры, глина имеет высокую сжимаемость. При этом под нагрузкой процесс уплотнения довольно медленный. Соответственно, и осадка зданий на таком грунте займёт больше времени. Комбинированные слои грунта - из горной породы и сыпучей структуры - не имеют сопротивляемости к разжижению. Из-за этого у них низкая несущая способность. В состав грунта входят мельчайшие частицы, размер которых не превышает 0,005 мм. В этой структуре содержится также небольшое количество сыпучих частиц. Глина легко поддаётся сжатиям и размывке. Слежавшаяся в течение многих лет, эта структура послужит отличным основанием для закладки фундамента дома. Однако здесь существует ряд оговорок, ведь в природном состоянии глину практически невозможно встретить сухой.

Мелкая структура породы способствует образованию Он приводит к постоянному влажному состоянию глины. Но недостаток такого рода структуры не в её влажности, а в неоднородности. Она плохо пропускает воду. Из-за этого жидкость распространяется через различные грунтовые примеси. При низких температурах глина начинает примерзать к постройке, что приводит к её вспучиванию. Это способствует поднятию фундамента. Влажность глины неравномерна. В свою очередь, это значит, что подниматься она будет в каждом месте по-разному. Всё это приводит к разрушению здания. В некоторых местах сильнее, в других незначительно, но по всей поверхности на фундамент воздействует грунт. Виды грунтов, в зависимости от свойств, влияют на фундаменты по-разному.

Макропористые структуры

Это отдельная категория, которую образуют глинистые грунты. Свое название макропористых они получили благодаря наличию крупных промежутков между частицами. Поры видны даже невооруженным глазом. При рассмотрении можно увидеть, что они существенно превышают скелет грунта. К этой структуре относятся лёссовые породы. В их составе присутствует более 50% пылевидных частиц. Эти структуры имеют широкое распространение на юге России и Дальнем Востоке. Под влиянием влаги такая порода размокает и теряет устойчивость. Если начальная стадия глинистых грунтов формировалась ввиду структурных осадков в воде, в которых присутствовали микробиологические процессы, то она называется илом. Они чаще всего встречаются в болотистых и заболоченных местах и в зоне торфоразработок. Если основание возводится на территории, на которой велика вероятность наличия лессовых и илистых грунтов, то следует принять необходимые меры по укреплению постройки.

Определение консистенции на участке

Структура глинистых грунтов определяется при разработке лопатой визуально. Например, к инструменту будет прилипать пластичная смесь. Совершенно по-другому себя будет вести твёрдый грунт. Виды грунтов определяются с помощью скатывания их в шнур или растирания ладонями. Так можно оценить их пластичность. Глинистые грунты хорошо сжимаются, размываются и вспучиваются при замерзании. Эти структуры являются одними из самых привередливых и неблагоприятных для возведения фундамента. На такой местности основание должно быть заложено на всю глубину промерзания. Оценка почвенного состава на участке выполняется посредством лейки. Зафиксируйте время поглощения воды с поверхности. Если впитывание происходит в течение секунды, то структура каменистая или песчаная. Довольно быстро принимает воду и влажная торфянистая порода. А вот на поверхности глинистого грунта жидкость задерживается.

После этого наберите немного промоченного слоя и сожмите его в ладони. Если структура распалась на крупинки или просочилась сквозь пальцы, то это каменистая или песчаная порода. Глина легко поддаётся сжатию и зафиксируется в форме комочка. По ощущению она довольно скользкая. Если почва кажется мыльной, шелковистой и не так сильно сжимается, то, скорее всего, она илистая или суглинистая. Торфянистая структура схожа с губкой.

Как определить структуру в домашних условиях?

Полная столовая ложка почвы помещается в стакан с чистой водой. Её необходимо перемешать и оставить. Спустя несколько часов можно увидеть результат. Если на дне слоистый осадок, а сама вода относительно чиста, то вы добавили Песок, камни на донышке и чистая жидкость - это уже другая структура. Скорее всего, это горная порода. В частности, это может быть песчаная или каменистая почва. Сероватая вода и белесые крупинки характеры для известняковой структуры. Торфянистая почва сделает воду мутной. На поверхности при этом будут плавать тонкие и лёгкие фрагменты, а на дне появится небольшой осадок. Если в воде глинистый и илистый грунт, то она помутнеет. При этом на дне образуется тонкий осадок.

Уровень рН

Почва может подразделяться в зависимости от степени кислотности. Так, по показателю рН структуры бывают слабокислотные, нейтральные или слабощелочные. У последних уровень кислотности грунта варьируется от 6,5 до 7,0. Он отлично подходит для садовых растений, в том числе овощей, способствует более быстрому их росту и развитию. Кислотный грунт имеет показатели от 4,0 до 6,5, а вот от 7,0 до 9,0 - это уже щелочная структура. Помимо указанных, есть и крайние точки шкалы - от 1 до 14, однако в практике европейского садоводства они практически не встречаются. Знание этих данных необходимо для верного подбора растений на посадку. Кислотность почвы можно снизить за счёт смешения структуры с известью. Повысить уровень рН помогут органические кондиционеры. Однако последний процесс отличается довольно высокой стоимостью. В связи с этим на участках с щелочной почвой можно выращивать ацидофилы в контейнерах и кадках, которые наполнены кислой структурой.

Выращивание растений

При выборе грунта для насаждений необходимо сделать акцент на такие моменты, как:

• Область его применения. Существует грунт для цветов, рассады, а также садовый и универсальный. Есть возможность приобретения торфа. Всё это зависит от того, для чего необходима почва, какие культурные или декоративные насаждения на ней будут выращиваться.
• Виды растений. Если вы собираетесь выращивать представителей одной категории, то лучшим выбором будет специальный грунт именно для него. А вот если нескольких, подойдёт универсальный.
• Потребляемый объём.

Чтобы почвенная смесь была более рыхлой, используют вермикулит. Чтобы корни не гнили от застоявшейся воды, на дно при посадке растений укладывают дренажный слой. Для кактусов и ряда других растений грунт перемешивается с сыпучей структурой. Если посадка происходит в неплодородных местах, то её качество поможет улучшить торф. Гидрогель способствует улучшению влаго- и воздухообменных процессов. Для уменьшения уровня рН используют древесный уголь. Его добавляют в грунт для цветов (например, для орхидей) и других растений.

Полезные примеси

Растительные в основном, применяются в ландшафтных работах. А вот область применения структур с различными "полезными" примесями значительно шире из-за включения в состав камней, глины и прочих компонентов. Каково процентное содержание необходимых полезных ингредиентов? Как правило, грунт плодородный представляет собой комбинацию 50% торфа, 30% чернозёма и 20% песка. Таким образом, в его состав входит повышенное содержание и минеральных веществ. Грунт плодородный отличается высокой водонепроницаемостью. Такая структура обеспечивает полное питание культурных растений вне зависимости от стадии их роста.

На агротехнических предприятиях, фермах, а также на частных участках плодородный грунт применяется достаточно активно. Он хорошо справляется с задачами, которые ставятся в процессе выращивания культурных насаждений. Особое значение имеет то, что он способствует улучшению структуры почвы, увеличивает урожайность. В дополнение ко всему, такая смесь не нуждается в дополнительном использовании удобрений.

Как улучшить структуру грунта?

Для бедных каменистых и песчаных почв применяется перегнивший навоз, смешанный с соломой. Отдавать предпочтение лучше конскому, нежели коровьему. Он способствует задержке влаги и полезных компонентов у корневой системы растений. Но в свежем виде навоз добавлять нельзя. Для этих же целей может быть использован садовый компост. Смесь из перепревшего извести и торфа называется грибным компостом. Если в нейтральных почвах необходимо создать слабощелочную реакцию, то такая смесь отлично подойдёт. Листовой перегной подходит для растений, которым необходима кислотная почва, то есть для влаголюбивых ацидофилов. Кондиционирует, мульчирует и подкисляет землю. Для этих же целей можно использовать древесную стружку и опилки. Для окисления почвы используется торф. Он быстро разлагается, но практически не содержит питательных веществ. В зимний период можно использовать птичьи перья, которые богаты фосфором. Также их добавляют на участки, где предполагается посадка картофеля. Чтобы улучшить водопроницаемость и структуру глинистых почв, используют измельчённую древесину. Кора также применяется для мульчи, за счет внешнего вида и качеств. Желательно применение кондиционера одновременно или вместо внесения органических удобрений. Участки грунта, которые только планируется засеивать, перекапываются и смешиваются с ними за несколько месяцев до начала посадок. Для удобрения уже посаженных растений почву обогащают слоем мульчи из кондиционирующих органических материалов с удобрениями в самом начале и конце сезона.

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

Частицы	Фракции	Размер, мм
Крупные обломки
Валуны*, глыбы	крупные	> 800
	средней крупности	400-800
	мелкие	200-400
Галька*, щебень	крупные	100-200
	средней крупности	60-100
	мелкие	10-60
Гравий*, дресва	крупные	4-10
	мелкие	2-4
Мелкие обломки
Песок	очень крупные	1-2
	крупные	0,5-1
	средней крупности	0,25-0,5
	мелкие	0,1-0,25
	очень мелкие	0,05-0,1
Взвесь
Пыль (ил)	крупные	0,01-0,05
	мелкие	0,002-0,01
Коллоиды
Глина		< 0,002

* 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

class="h3_fon">

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:

I L =	W - W p
	I р

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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)

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

class="h3_fon">

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

Глина	Твёрдая в кусках, при ударе колется на отдельные комья. Комочки раздавливаются с большим трудом. Очень трудно растираются в порошок.
Суглинки	Комья и куски сравнительно тверды, при ударе рассыпаются, образуя мелочь. Растертая на ладони масса не дает ощущения однородного порошка. Песка на ощупь при растирании мало. Комочки раздавливаются легко.
Супесь	Сцепление между частицами слабое. Комья легко рассыпаются от давления рукой и при растирании чувствуется неоднородный порошок, в котором явно чувствуется присутствие песка. Супесь пылеватая при растирании напоминает сухую муку.
Песок	Песчаная саморассыпающаяся масса. При растирании в ладонях ощущение песчаной массы, преобладают крупные песчаные частицы.

Состояние влажной породы

Глина	Пластичное, липкое и мажущее	Шар при сдавливании не образует трещин по краям. При раскатывании даёт прочный и длинный шнур диаметром < 1 мм.
Суглинки	Пластичное	Шар при сдавливании образует лепёшку с трещинами по краям. Длинного шнура не образуется.
Супесь	Слабо пластичное	Образуется шар, который при лёгком надавливании рассыпается. Не скатывается в шнур или трудно скатывается и легко распадается на кусочки.
Песок	При переувлажнении переходит в текучее состояние	Не скатывается в шар и шнур.

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.

На производство земляных работ большое влияние оказывают физико-механические свойства грунтов: средняя плотность, влажность, сила внутреннего сцепления частиц, разрыхляемость. Различают следующие виды грунтов.

Пески - сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0,25...2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород.

Супеси - пески с примесью 5... 10% глины.

Гравий - горные породы, состоящие из отдельных скатанных зерен диаметром 2...40 мм, иногда с некоторой примесью глинистых частиц.

Глины - горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц.

Суглинки - пески, содержащие 10...30% глины. Суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые.

Лёссовидные грунты - содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц. Лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость.

Плывуны - песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой.

Растительные грунты - различные почвы с примесью 1 ...20% перегноя.

Скальные грунты - состоят из твердых горных пород.

Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории (табл. 1).

При разработке грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи будет больше объема выемки, из которой грунт взят. Грунт в насыпи под действием собственного веса или механического воздействия уплотняется постепенно, поэтому различны значения первоначального процента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки грунта (табл. 2).

Таблица 1. Категории и способы разработки грунтов

Категория грунтов	Виды грунтов	Плотность, кг/м3	Способ разработки
	Песок, супесь, растительный грунт, торф		Ручной (лопаты), машинами
	Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесь со строймусором		Ручной (лопаты, кирки), машинами
	Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой		Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами
	Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина		Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами
	Плотный отвердевший лёсс,дресва, меловые породы,сланцы, туф, известняк иракушечник		Ручной (ломы и кирки, отбойные молотки), взрывным способом
	Граниты, известняки, песчаники, базальты, диабазы, конгломерат с галькой		Взрывным способом

Таблица 2. Увеличение объема грунта при разрыхлении

Таблица 3. Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов, град.

Грунты	Крутизна откосов при глубине выемки, м
	1,5	3	5
Насыпные
Песчаные и гравийные влажные
Глинистые:
суглинок
Лёссы сухие
Моренные:
песчаные, супесчаные
суглинистые

При разработке и усадке разрыхленного грунта выемки и насыпи образуют естественные откосы различной крутизны. Наибольшую крутизну откосов траншей и котлованов, устраиваемых без креплений, следует принимать согласно табл. 3. При обеспечении естественной крутизны откосов обеспечивается устойчивость земляных насыпей и выемок.