LS.L Ха;*актеристики шютности грунтов ш плотности их сложения
Одной из основных характеристик грунта является плотность. Для грунтов различают: плотность частиц грунта ps - 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 Pd - отношение массы сухого грунта (нс=ключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему (включая имеющиеся в этом грунте поры). Плотность частиц песчаных и пылевато-глинистых грунтов приведена в табл. 1.2.
. ТАБЛИЦА 1.2. ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ ПЕСЧАНЫХ И ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
Грунт
г/см~
диапазон
средняя
.Йесйк . ....
2,65-2,67
2,66
Супесь .....
2,68-2,72
2,70
Сутттол . ...
2,69-2,73
2,71
Глина... ....
2,71-2,76
2,74
Плотность Грунта определяется путем отбора проб грунта ненарушенного сложения и последующего анали.за в лабораторных условиях. В полевых условиях плотность грунта определяется зондированием и радиоизотопным методом, а для крупнообломочных грунтов - методом «шурфа-лункп».
Плотность сложения грунта (степень уплотненности) характеризуется пористостью п или коэффициентом пористости е и плотностью сухого грунта (табл. 1.3). Плотность сло-
ТАБЛИЦА 1.3. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ., ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ
Характеристики
Формула
Плотность сухого грунта, г/см (т/м) П.орйстость, %
п=(1-р/р) 100
Коэффициент пористости
е=п/(100-п) или
Полная влагоемкость
Степень влажности
Число пластичности
1 p~W -Wp
Показатель текучесги
1 J =(И-Lip )/(:;-rj?ip)
жения песчаных грунтов определяется также в полевых условиях с помощью статического и динамического зондирования.
1.2.2. Влажность грунтов и характеристики пластичности пылевато-глинистых грунтов
Влажность грунтов определяют высушиванием пробы грунта при температуре 105 °С 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 - степень влажности Sr рассчитывают по формуле (см. табл. 1.3). Влажность песчаных грунтов (за исключением пылеватых) изменяется в неболь, ших пределах и практически не влияет на прочностные и деформационные свойства этих грунтов.
Характеристики пластичности пылевато-глинистых грунтов - это влажности на границах текучести и раскатывания Wp, определяемые в лабораторных условиях, а также число пластичности h и показатель текучести II, вычисляемые по формулам (см. табл. 1.3). Характеристики Wl, Wp и h являются косвенными показателями состава (гранулометрического и минералогического) пылевато-глинистых грунтов. Высокие значения этих характеристик свойственны грунтам с большим содер-лчанием глинистых частиц, а также грунтам, в минералогический состав которых входит монтмориллонит.
1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ
Грунты оснований зданий и сооружений подразделяются на два класса [1]: скальные (грунты с жесткими связями) и нескальные (грунты без жестких связей).
В классе скальных грунтов выделяют магматические, метаморфические и осадочные породы, которые подразделяются по прочности, размягчаемости и растворимости в соответствии с табл. 1.-4. К скадьцьщ грунтам, прочность которых в водонасышенном состоянии менее 5 МПа (полускальные), относятся глинистые сланцы, песчаники с глинистым цементом,. алевролнты, аргиллиты, мергели, мелы. При водонасыщенин прочность этих грунтов может снижаться в 2-3 раза. Кроме того, в классе Скальных грунтов выделяются такл<е искусственные- закрепленные в естественном залега-нии трещиноватые скальные и нескальные грунты. Эти грунты подразделяются поспособу закрепления (цементация, силикатизация,
f .5. Классификация .грунтов
ТАБЛИЦА 1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ
Грунт
Показатель
По преОелу прочности на одноосное сжатие 6 впдонасыщенном состоянии, МПа
<1 %. Крупюобломочные а песчаные груйты классифицируются по гранулоглетраческому составу (табл. 1.5 и по степени влажности (табл.
Т.БЛИЦА 1.8. ПОДРАЗДЕ.Т1ЕНИЁ КРУПНООБЛОЛЮЧНЫХ и ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО СТЕПЕНИ ВЛАЖНОСТИ 5„
Весьма низкой прочности
Очень прочный , . . .
Прочный .
120.>/?р>50
50>i?>15
Груп-в
Степень вдажяостя-
Средней прочности . . .
Малопрочный , . . , . .
15>R>S
Маловлажный . « . .
Пониженной прочности . .
Влажный .
Низкой прочности . . , .
Насыщенный водой , . .
i?,<l
Яо коэффициенту раэмягчаемостш в воде
Неразмягчаемый Размягчаемый
По степени растворимости g воде (осадочные сцементированные), г1л
битумизация, смолизация, обжиг и др.) и по пределу прочности на одноосное сжатие после закрепления так же, как и скальные грунты (см. табл. 1.4).
Нескальные грунты подразделяют на крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинис-тые, биогенные и почвы.
К крупнообломочным относятся несцементированные грунты, в которых масса обломков крупнее 2 мм составляет 50 % и более. Песчаные- это грунты, содержащие менее 50% частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности (число пластичности /р<
ТАБЛИЦА 1.5. КЛАССИФИКАЦИЯ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ И ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ
гравелисты! . , « s . крупный . . . . в . средней крупности , . мелкий , .....
«ав и а о 0 с
>o,s
>0,25
>0,1
>25 >50 >50
>75 <7S
Свойства крупнообломочного грунта яр-и содержании песчаного заполнителя более 40 7о и пылевато-глинистого более 30 % определяются свойствами заполнителя а -адогут устанавливаться по испытанию заполнителя. При меньшем содержании заполнителя свойст-ва крупнообломочного грунта устанавливают испытанием грунта в целом. При определении свойств песчаного заполнителя учитывают следующие его характеристики - влажность, плотность, коэффициент пористости, а пылева то-глинистого заполнителя - дополнительно число пластичности и консистенцию.
Основным показателем песчаных грунтов, определяющим их прочностные и деформационные свойства, является плотность сложения. По плотности сложения пески подразделяются по коэффициенту пористости е, удельному сопротивлению грунта при статическом зондировании qc и условному сопротивлению грунта при динамическом зондировании qd (табл. 1.7).
При относительном содержании органического вещества 0,03</от<0,Г песчаные грунты называют грунтами с примесью органических веществ. По степени засоленности крупнообломочные и песчаные грунты подразделяют на незасоленные и засоленные. Крупнообломочные грунты относятся к засоленным, если суммарное содержание легко- и средне-растворимых солей (% от массы абсолютно сухого грунта) равно или более:
2 % - при содержании Песчаного заполни-теля менее 40% или пылевато-глинистОго заполнителя менее 30 %;
0,5 % - при содержании песчаного заполнителя 40 % и более; • .
5 % - при содержании пылевато-глинисто-го заполнителя 30 \ и более.
Песчаные грунты относятся к засоленным, если суммарное содержание указанных солей составляет 0,5 % и более.
Пылевато-глинистые грунты подразделяют ш тащ пластичности h (табл. 1.8) и по кон-
Т-АБ;ЛИЦА 1.7. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЕСЧАНЫХ • . ГРУНТОВ ПО ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ
Песок
Подразделение по плотности сложения
плотный
средней плотности
рыхлый
Г/о коэффициенту порастасти
Гравелистый, крупный и средней крупности -Мелкий . . . Пылеватый ,
й<0,55 е<0,б е<0,6
0,55<(.«0,7 0,б<е<0,75 (),6<:е<П,8
e>()J on, 75 в>0,8
ТАБЛИЦА 3.9. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ТЕКУЧЕСТИ
По удельному сопротивлению грунта, МПа, под наконечником (конусом) зонда при статическом зондировании
Крупный и средней крупности независимо от влажности . . Мелкий независимо от влажности Пылеватый:
маловлажный
и влажный
водонасы-
щенный
15>->5 12>(7>.4
По условному динамическому сопротивлению грунта, МПа, погружению зонда при динамическом зондировании
Крупный и средней крупности независимо . от влажности . , Мелкий:
маловлажный
и влажный
водонасы- щенный Пылеватый мало-1злажный и влажный . ....
ТАБЛИЦА 1.8. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПО ЧИСЛУ ПЛАСТИЧНОСТИ
>12,5
i2,5>>3,5
n>,>3
8,5:;.,>.2
8,5>р.2
Грунт
Число п л а ст и ч н ости ,
0/ /0
Супесь . . ......
1</р7
Суглинок .......
7</р<17
Глина , .......
/р>17
спстенции, характеризуемой показателем текучести II (табл. 1.9). Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять лёссовые грунты и илы. Лёссовые грунты - это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и способные при замачивании водой давать под нагрузкой просадку, легко размокать и размываться. Ил - водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеюший влажность, превыша1ош,ую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости, значения которого приведены в табл. 1.10.
Грунт
Показатель текучести
Супесь:
твердая ......
пластичная .....
текучая ......
Суглинок н глина:
твердые . .....
полутвердые , . .
0</.С0,25
тугопластичные , , .
0,25</2; й:0,5
мягкопластичные . . .
0,5</20,75
текучепластичные . .
0,75<7,<l
текучие . .....
ТАБЛИЦА 1.10. ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИЛОВ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПОРИСТОСТИ
ТЛ тг
Коэффициент
пористости
Супесчаный . . .
е>0,9
Суглинистый
е>1
Глинистый
• -
е>1,5
Пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки и глины) называют грунтами с примесью органических веществ при относительном содержании этих веи!,еств 0,05</от<0,1. По степени засоленности супеси, суглинки и глины подразделяют на незасоленные и засоленные. К заселенным относятся грунты, в которых cyiM*iapHoe содерлсание легко- и среднераство-римых солей составляет 5 % и более.
Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании; просадочные и набухающие. К про-с ад очным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку (просадку), и при этом относительная просадоч-ность 8sz>0,01. К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме, и при этом относительное набухание без нагрузки Ss№>0,04.
В особую группу в нескальных грунтах выделяют грунты, характеризуемые значительным содержанием органического . вещества: биогенные (озерные, болотные, аллювиально-болотные). В состав этих грунтов входят за-торфованные грунты, торфы н сапропели. К за-торфованным относятся песчаные и пылевато-глинистые грунты, содержащие в своем составе 10-50 % (по массе) органических веществ. При содержании органических веществ 50 % и
