Определение физико-механических свойств грунтов

Какими свойствами обладают грунты

Чтобы проводить работы по проектированию и возведению зданий, необходимо иметь четкое представление о том, какими свойствами обладает грунт на строительном участке. Различают такие свойства грунтов:

• физические;
• механические.
• водные.
• химические.

Каждое из этих свойств необходимо исследовать перед тем, как проводить строительные работы. Исследование физических и механических свойств грунтов производится в ходе инженерно-геодезических исследований.

Зачем нужно проводить анализ грунтов

Немаловажное значение в строительстве имеет уровень залегания грунтовых вод, а также их химический состав. Такой показатель, как коррозионная активность, оказывает значительное влияние на фундамент здания. По результатам лабораторных исследований подбираются материалы, которые имеют повышенную сопротивляемость коррозии. Ошибка, допущенная при выборе строительного материала, может привести к деформации фундамента и всего здания или к его преждевременному износу.

Классификация грунтов

Согласно ГОСТ 25100-2011, грунты по своим физико-механическим свойствам разделяют на три класса:

• скальные грунты – это горные породы, которые обладают жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными); к этой группе относят грунты магматического, метаморфического, вулканогенного, осадочного происхождения;
• дисперсные грунты – это горные породы обладающие водно-коллоидными связями; в свою очередь они делятся на минеральные (глинистые и пылеватые, крупно- и мелкообломочные грунты), органоминеральные (или, сапропели, заторфованные глины и пески) и органические (сапропели и торфы);
• мёрзлые грунты – включают первые две группы грунтов, при наличии ледяных (криогенных) связей; если же в грунтах обнаружены только криогенные связи, они называются ледяными.

Основные физико-механические свойства грунтов

Перед началом проектирования зданий и сооружений обязательно проводят лабораторные исследования физического состояния грунта. Полученные показатели используются при расчёте прочности всей конструкции и её отдельных элементов.
К важнейшим физико-механическим свойствам грунтов относят:

• удельный и объемный вес;
• гранулометрический состав;
• плотность;
• пористость;
• влажность;
• липкость;
• водопроницаемость;
• коэффициент фильтрации;
• границы пластичности.

В зависимости от специфики возводимой конструкции и ее назначения, требований к прочности и долговечности проводят определение механических свойств грунтов:

• вероятность просадки;
• сопротивляемость сдвигу;
• набухание;
• пучинистость;
• размягчаемость;
• прочность;
• сжимаемость.

Чтобы точно спрогнозировать вероятность возможных геологических процессов, вызванных динамическими нагрузками возводимого объекта, нужно тщательно изучить все особенности грунтов на строительном участке. Механические свойства являются исходными данными при прогнозировании таких изменений. В первую очередь это касается слабых грунтов, поэтому перед началом строительства принимаются меры по их укреплению.

 

Исследования физико-механических свойств грунтов

Лабораторные исследования являются необходимым этапом при проведении инженерно-геологических изысканий. Они проводятся в соответствии с государственными стандартами.Перечень определяемых показателей зависит от целей и задач, стоящих перед заказчиком.

Работы по анализу грунта состоят из трёх основных этапов:

1. отбор проб;
2. лабораторные исследования;
3. составление отчётной документации.

Прочностные и деформационные характеристики грунтов определяются при помощи сдвиговых и компрессионных приборов.Результаты лабораторных исследований оформляются в виде сводных таблиц, паспортов прочностных и деформационных свойств грунтов, и выдаются заказчику в соответствии с условиями договора.

Выбор типа фундамента в зависимости от грунта

После определения физико-механических свойств грунта становится понятно, какое основание лучше всего подойдёт для здания.

• Торф — свайный фундамент.
• Пылевые пески — заглубленный фундамент с обязательной гидроизоляцией.
• Мелкие и средние пески, твердые глины — фундамент неглубокого залегания.
• Во влажных грунтах глубина заложения фундамента должна быть больше глубины промерзания.