Характеристика ґрунтів
Ґрунти дуже різноманітні за своїм складом, структурою та характером залягання. Несуча здатність ґрунтів залежить від гранулометричного складу, щільності, вологи та інших властивостей і характеризується величиною нормативного тиску.
Різні види ґрунтів можуть використовуватись як основа.
Скельні - у вигляді суцільного масиву з граніту, кварцитів, піщаників або у вигляді тріщинуватого шару. Такі ґрунти водостійкі, нестисливі, є найбільш міцними та надійними основами.
Великоуламкові - незв’язні уламки скельних порід розміром 2 мм (понад 50%). До них належать гравій, щебінь, галька. Ці ґрунти не здимаються, мало стискуються, водостійкі, є доброю основою.
Піщані — в залежності від крупності часток розділяють на гравелисті, крупні, середньої крупності, дрібні та пилуваті.
Гравелисті, крупні, середньої крупності піски під навантаженням швидко ущільнюються, при замерзанні не здимаються, тому являють собою міцну та надійну основу.
Дрібні та пилуваті піски (частки ґрунту крупністю від 0,05 до 0,005 мм від 15 до 50%) при зволоженні та наступному замерзанні здимаються, їх несуча здатність зменшується. Пилуваті піски у водонасиченому стані не здатні сприймати навантаження.
Глинисті - складаються з часток крупністю меншою за 0,005 мм і в сухому або маловологому стані сприймають досить великі навантаження. При зволоженні їх несуча здатність зменшується. Довге осідання під навантаженням, здимання при замерзанні характерне для більшості глинистих ґрунтів. Глинисті ґрунти поділяють на глини (з вмістом глинистих часток більше 30%), суг¬линки (10-30%) і супіски (3-10%).
Лесові (макропористі) - глинисті ґрунти з вмістом великої кількості пилуватих часток і наявністю великих пор у вигляді вертикальних трубочок, які видно неозброєним оком. В сухому стані вони мають достатню несучу здатність (міцність), але при зволоженні їхня структура руйнується і під навантаженням утворюється велике просідання. При будівництві на цих ґрунтах необхідно передбачити спеціальні заходи щодо їх укріплення та захисту від зволоження.
Насипні - утворилися при засипанні ярів, ставків, звалищ. Ці ґрунти нерівномірно стискуються, несуча здатність їх залежить від засипання. Як природні основи їх здебільшого не використовують.
Намивні — утворюються внаслідок очищення річок і озер. Вони є доброю основою для будівель.
Пливуни - утворюються дрібними пісками з мулистими і глинистими домішками, насиченими водою. Вони непридатні як природні основи.
Способи штучного закріплення ґрунтів.
Щоб визначити фізичні та механічні властивості ґрунтів, роблять геологічні та гідрогеологічні дослідження їх завглибшки від 6 до 15 м. Визначають вид і потужність окремих пластів ґрунтів. Дослідження роблять за допомогою буріння або шурфування (рис. 4.1, а) і лабораторними аналізами зразків пластів ґрунту. Якщо в зоні фундаментів виявлено ґрунтові води, то роблять їх хімічний аналіз, бо ці води можуть бути агресивними й руйнівно впливати на матеріал фундаментів. За результатами геологічних і гідрогеологічних досліджень складають креслення вертикальних розрізів (колонок) бурових свердловин або шурфів і геологічного профілю ґрунтового масиву з зазначенням повних характеристик пластів ґрунту та положення рівня ґрунтових вод, що дає підстави для прийняття потрібних рішень (рис. 4.1, б, в). Якщо ґрунт на ділянці будівництва не відповідає поставленим вимогам, а будівлю треба споруджувати саме в цьому місці, то роблять штучні основи. Існують різні способи штучного закріплення ґрунтів, залежно від їх фізико- механічних властивостей.
|
|
Рис.4. 1 Приклад геологічного розрізу ділянки будівництва будівлі: а-план розташування свердловин; б-колонка бурової свердловини; в - геологічний профіль ґрунтового масиву; РВГВ - рівень верхніх ґрунтових вод; РНГВ - рівень низьких ґрунтових вод |
|
Влаштування гравійних або піщаних подушок (рис. 4.2, а). Замінюючи частину слабкого ґрунту, подушки зменшують напругу природного ґрунту при передачі навантаження від фундаменту. Товщина подушки має бути такою, щоби тиск на слаб¬кий шар ґрунту, що лежить нижче, не перевищував його нормативного опору.
Поверхневе ущільнення недостатньо щільних і насипних ґрунтів виконується укаткою катками, трамбуванням вібраторами або залізобетонними плитами масою від 2 до 4 тонн, що падають з висоти.
Глибинне ущільнення виконують спеціальними вібраторами з одночасним зволоженням (гідровіброущільнення).
Ф
Рис.4. 2 Види штучних основ: а - влаштування гравійних або піщаних подушок; б - фізико-хімічне закріплення ґрунту;
в-термохімічне; 1 - шар піску, гравію; 2 - перфорувальні труби для нагнітання закріплюючих розчинів; 3 - масив ґрунту, що закріплюється; 4 - ґрунти, що осідають; 5 - ґрунтовий стовп; 6 - свердловина для спалювання горючих продуктів
ізико-хімічні методи закріплення ґрунтів (рис. 4.2, б) основані на нагнітанні по перфорувальних трубах у ґрунт відповідних розчинів, під час твердіння яких ґрунт кам’яніє і має значно більшу несучу здатність.В залежності від виду ґрунту для його закріплення застосовують:
цементацію гравелистих, крупних і середньозернистих пісків (за допомогою цементного розчину або цементного молока);
бітумізацію дрібних та пилуватих пісків (рідкими бітумними мастиками);
силікатизацію пісків, пилуватих пісків (пливунів) і лесових ґрунтів (розчином рідкого скла і хлориду кальцію);
термохімічне закріплення ґрунтів, що осідають (рис. 4.2, в), здійснюється шляхом спалювання горючих продуктів в ґрунтовій свердловині. Цей спосіб застосовують для зміцнення лесових ґрунтів.
Вибір способу закріплення залежить від характеристики залягаючих ґрунтів і техніко-економічного аналізу, який враховує вартість обладнання, затрати матеріалу, трудові затрати.