Меню разделаНа главную

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ


Определение типа грунта

Надежность фундаментов, удешевление работ по их устройству в значительной степени зависят от умения грамотно установить инженерно-геологические условия площадок строительства и свойств грунтов основания. Для этого нужно правильно их классифицировать (определить наименование).

Визуально-тактильный метод определения типа грунта

Визуальные методы описаний являются основой качества инженерно-геологических работ. Непосредственно в поле специальные манипуляции позволяют классифицировать глинистые и песчаные породы. С этой целью свежие образцы грунта режут ножом, скатывают в шнур, кольцо, шарик, растирают породу на ладони.

Таблица 4

Признаки для определения разновидностей грунта (по И.Н. Филатову)
По­ро­ды Ощу­ще­ние при рас­ти­ра­нии по­ро­ды паль­ца­ми на ла­до­ни ру­ки Ви­ды рас­тер­той мас­сы на ла­до­ни, при на­блю­де­нии в лу­пу, а так­же про­стым гла­зом Со­сто­я­ние су­хой по­ро­ды Со­сто­я­ние влаж­ной по­ро­ды От­но­ше­ние по­ро­ды к ска­ты­ва­нию Дру­гие при­зна­ки
Гли­на Очень труд­но рас­ти­ра­ют­ся в по­ро­шок Од­но­род­ная тон­ко­по­рош­ко­вая мас­са, не со­дер­жа­щая ча­стиц круп­нее 0,25 мм Твер­дые ко­мья не рас­сы­па­ют­ся от уда­ра мо­лот­ком в по­ро­шок и при дав­ле­нии ру­кой Пла­стич­ное, лип­кое и ма­жу­щее При рас­ка­ты­ва­нии об­ра­зу­ет проч­ный длин­ный шнур диа­мет­ром ме­нее 1 мм. Лег­ко ска­ты­ва­ет­ся в ша­ри­ки. При их сдав­ли­ва­нии в ле­пеш­ку края по­след­ней не трес­ка­ют­ся При ре­за­нии но­жом в сы­ром со­сто­я­нии да­ют глад­кую по­верх­ность, на ко­то­рой не вид­но пес­чи­нок
Су­глин­ки Рас­тер­тая на ла­до­ни мас­са не да­ет ощу­ще­ния од­но­род­но­го по­рош­ка Сре­ди пре­об­ла­да­ю­щих пы­ле­ва­то-гли­ни­стых ча­стиц яс­но вид­ны пес­ча­ные ча­сти­цы круп­нее 0,25 мм Ко­мья лег­ко раз­ва­ли­ва­ют­ся при уда­ре мо­лот­ком и при дав­ле­нии ру­кой Пла­стич­ное Мо­жет ска­ты­вать­ся в длин­ный шнур диа­мет­ром бо­лее 1 мм. Ска­ты­ва­ет­ся в ша­ри­ки, ко­то­рые при сдав­ли­ва­нии в ле­пеш­ку трес­ка­ют­ся по кра­ям То же, но чув­ству­ет­ся при­сут­ствие пес­чи­нок
Су­песь Не­од­но­род­ный по­ро­шок, в ко­то­ром яв­но чув­ству­ет­ся при­сут­ствие пес­ка Пре­об­ла­да­ют пес­ча­ные ча­сти­цы круп­нее 0,25 мм, бо­лее мел­кие яв­ля­ют­ся при­ме­сью Ко­мья лег­ко рас­сы­па­ют­ся от дав­ле­ния ру­кой и при рас­ти­ра­нии Сла­бо пла­стич­ное Труд­но ска­ты­ва­ет­ся или не­ска­ты­ва­ет­ся шнур. Ша­рик об­ра­зу­ет тре­щи­ны на по­верх­но­сти и осы­па­ет­ся При ре­за­нии но­жом в сы­ром со­сто­я­нии да­ют ше­ро­хо­ва­тую по­верх­ность
Пе­сок Ощу­ще­ние пес­ча­ной мас­сы Со­сто­ит на­це­ло из зе­рен пес­ка Сы­пу­чее При пе­ре­увлаж­не­нии пе­ре­хо­дит в те­ку­чее со­сто­я­ние Не ска­ты­ва­ет­ся в шнур и в ша­рик  

Полевой метод гранулометрического исследования грунта

Полевой метод отмучивания (метод Рутковского) применяют для определения процентного содержания песчаных частиц в глинистых грунтах. Он позволяет выделить три основные группы фракций: песчаную, пылеватую и глинистую, без тщательного определения размеров частиц внутри каждой группы.

Данный метод является приближенным и наиболее прост в полевых условиях. Он основан на определении содержания в грунте:

Метод отмучивания буквально означает следующее: грунт нужно залить водой и взмутить. Для определения количества глины подождать сутки или двое пока она набухнет и посмотреть, как грунт увеличился в объеме. Для определения количества песка мутную воду слить и посмотреть, сколько песка осталось в осадке.

Исследование производят в мерной мензурке, перемешивают грунт стеклянной палочкой (рис. 6).

исследование грунта отмучиванием
рис. 6. Исследование грунта методом Рутковского Б. И.

Недостатком метода Рутковского является прямо пропорциональная зависимость между величиной набухания и содержанием глинистых частиц в породе. В действительности эта зависимость значительно сложнее, так как объем набухшей в воде породы определяется не только количеством глинистых частиц, но также их минеральным составом (содержанием каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и т. д.). Анализ по Рутковскому не подходит для неразбухающих в воде глин.

Гранулометрический анализ грунтов ситовым методом

Гранулометрический (зерновой) состав грунта определяют по суммарному содержанию в нем частиц различной крупности, выраженных в процентах по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для исследования. Определение гранулометрического состава грунта заключается в его разделении на фракции и установлении их процентного содержания.

Для определения гранулометрического (зернового) состава крупнообломочных и песчаных грунтов используется ситовый метод (ГОСТ 12536-79). Он является основным в практике инженерно-геологических исследований. Исследование производится при помощи стандартного комплекта сит (рис.5).

Комплект сит для гранулометрического исследования грунта
рис. 7. Комплект сит для гранулометрического исследования грунта

Этот метод позволяет определять содержание в грунте фракций диаметром более 0,1 мм, не требует применения сложной аппаратуры, прост для использования и дает достаточно точные результаты. Сущность метода заключается в рассеве пробы грунта при помощи стандартного комплекта из семи сит с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Последние два сита применяются обычно при ситовом анализе с промывкой водой, которому подвергают глинистые пески. Для устранения загрязнения мелких сит применяют сжатый воздух.

Если при оценке гранулометрического состава ограничиваются выделением частиц грунта с размерами более 0,1 мм, то ситовый метод применяется как самостоятельный. Если же при оценке гранулометрического состава грунта выделяются частицы с размерами менее 0,1 мм, то является комбинированным с выделением пылеватой и глинистой фракций. Для этого в комплексе с ситовым методом используются методы отмучивания, ареометрический, пипеточный и другие методы.

Гранулометрический анализ грунтов ареометрическим методом

Ареометрический метод является основным при гранулометрическом анализе грунтов используемых в строительных целях. Он основан на измерении ареометром плотности суспензии в процессе ее отстаивания. Этим методом определяет содержание любых частиц размером менее 0,25 мм. Фракции с содержанием частиц крупнее 0,25 мм определяют предварительно ситовым методом. Под суспензией понимается специально приготовленный раствор, состоящий из воды и взвешенных в ней элементарных частиц грунта.

При проведении анализа так же как в методе Б. И. Рутковского используют зависимость, установленную Дж. Стоксом, между размером частиц и скоростью их падения в воде. При подготовке проб грунта к испытаниям для устранения влияния коагуляции производят специальную химическую обработку суспензии (стабилизацию), исключающую слипание частиц.

Ареометр
рис. 8. Ареометр для исследования грунта

Анализ выполняется с помощью ареометра со шкалой 0,995–1,030 и ценой давления 0,001 (рис.7), устройство которого основано на законе Архимеда. Он состоит из луковицы, заполненной дробью, и стержня с измерительной шкалой. Ареометр погружается в суспензию и по его шкале через определенные промежутки времени делают отсчеты. Чем больше концентрация суспензии, тем больше её плотность и тем меньше глубина погружения ареометра. При отстаивании суспензии частицы грунта падают на дно сосуда и плотность суспензии уменьшается. Соответственно ареометр по мере выпадения частиц и снижению плотности жидкости постепенно погружается в суспензию глубже и глубже.

По результатам этих определений устанавливают размер фракций. Затем, с помощью простейших построений и расчетов устанавливают процентное содержание в исследуемом грунте частиц различной крупности, то есть гранулометрический состав грунта.