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 U_max (однород­ный (U_max≤ 4), среднеоднородный (4 < U_max≤ 20), неоднородный (20 < U_max≤ 40), повышенной неоднородности (U_max > 40));

- степени влажности (маловлажные (0 < S_r ≤ 0,5); влажные (0,5 < S_r ≤ 0,8); водонасыщенные (0,8 < S_r ≤ 1));

- прочности (проч­ный, средней прочности, малопрочный).

Для определения классификации песчаного грунта рассчитаем степень влажности S_r 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 (ρ_s =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.