Определение типа и вида песчаного грунта.

Грунты состоят из отдельных частиц различной формы, крупности и вещественного состава. Группа частиц с приблизительно одинаковыми диаметрами определенного диапазона называется фракцией. Наиболее распространенная классификация, определяющая наименование грунтовых частиц, в зависимости от фракций приведена в таблице 2.

Таблица 2

Классификация грунтовых частиц по крупности

Наименование грунта	Размеры частиц, мм
Галечные (щебеночные)	100…20
Гравийный (дресвяные)	20…2
Песчаные	2,0…0,05
Пылеватые	0,05…0,005
Глинистые	менее 0,005

 

Гранулометрический (механический) состав грунта – это весовое содержание в нем зерен различной крупности, выраженное в процентах по отношению к массе сухой пробы, взятой для анализа. Это один из важнейших факторов, определяющих физико-механические свойства грунта, от которых зависит сжимаемости грунтов и их сопротивление сдвигу (деформативные и прочностные показатели), пористость и водопроницаемость, пластичность, усадка и разбухание (для связных грунтов).

Гранулометрический состав определяется посредством механического анализа, заключающего в разделении грунта на отдельные фракции. Этот анализ необходим для определения:

- наименования песчаных грунтов по крупности (пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые);

- приблизительного значения коэффициента фильтрации (по эмпирическим формулам);

- пригодности грунтов для строительства инженерных (грунтовые фильтры, дренажные системы), земляных сооружений (дамбы, насыпи);

- пригодности грунтов как сырья в производстве строительных материалов;

- возможности суффозии грунтов;

- различных фильтрационных расчетов.

Существует много способов анализа гранулометрического состава. В лабораторных условиях наиболее распространение получили следующие:

- ситовый (просеивание грунта через набор стандартных сит);

- полевой метод Рутковского;

- способы двойного отмучивания;

- пипеточный;

- ареометрический.

Последние четыре основаны на использовании закона Стокса – зависимости между размерами частиц и скоростью падения их в спокойной жидкости.

Основной метод - ситовый способ – для фракций размером до 0,1 мм и ареометрический – для более мелких частиц (пылевых и глинистых). Масса средней пробы для определения гранулометрического состава грунтов ситовым методом должна составлять не менее:

100 г – для мелко и среднезернистых песков;

400 г – для крупнозернистых песков и гравия;

4000 г – для щебня и гальки.

При ареометрическом методе применяют эталонированные измерительные цилиндры емкостью 1000 см³ с внутренним диаметром 60 мм и ареометр (для суспензии грунта).

Гранулометрический состав песчаных грунтов определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 12536-79 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава».

 

А. Определение гранулометрического состава грунта с помощью стандартных сит.

Необходимое оборудование: технические весы с разновесами, шпатель, набор стандартных сит, чашечки Ø 8-10 см, резиновый пестик с фарфоровой ступкой.

Методика определения.

1) Образец песчаного грунта довести до воздушно-сухого состояния и методом квартования отобрать пробу массой 150 г.

2) Из полученной пробы взять навеску грунта с точной массой 100 г. Сита расположить вертикальной колонкой так, чтобы отверстия их уменьшались сверху вниз: 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,1 мм и поддон. На верхнее сито высыпать подготовленную навеску грунта.

3) Верхнее сито закрыть крышкой и легкими круговыми движениями в течении 3 минут просеять грунт через набор сит. В результате просеивания проба грунта разделяется на фракции: на верхнем сите – 10 мм, на следующем – 5-10 мм и т. д. На поддоне остается фракции менее 0,1 мм.

4) Содержимое каждого сита и поддона высыпать в заранее взвешенные чашечки и взвесить. Полученный результат (после вычитания массы чашечки) выразить в процентах к массе всей навески и занести в журнал. Расхождение между массой навески и суммой масс всех фракций более 1% не допускается. Невязку распределить пропорционально массе фракций.

5) Последовательным суммированием в процентах определить массу частиц 0,5, 0,25 и 0,1 мм, т.е. сумму масс фракций, полученных на данном сите и выше (не прошедших данное сито). Тип песка по крупности установить по его гранулометрическому составу согласно таблице 3.

 

Таблица 3

Определение типа песчаных грунтов по крупности частиц

Тип песка	Размер грунтовых частиц	Суммарное процентное содержание фракций по данным гранулометри-ческого анализа, %
Гравелистый	крупнее 2 мм	Более 25
Крупный	крупнее 0,5 мм	Более 50
Средней крупности	крупнее 0,25 мм	Более 50
Мелкий	крупнее 0,1 мм	75 и более
Пылеватый	крупнее 0,1 мм	Менее 75
Примечание: Тип песка определяется по первому удовлетворяющему признаку (сверху вниз)