Виды грунтов и их особенности в строительстве
Грунт - это не просто основание под будущим сооружением. От его состава, плотности, влажности и несущей способности зависят выбор фундамента, технология разработки котлована, устойчивость откосов и необходимость временного ограждения.
Один и тот же проект может потребовать совершенно разных решений на песке, глине или водонасыщенном насыпном грунте. Поэтому до начала земляных работ важно понимать не только название грунта, но и его фактические характеристики.
Автор статьи - Виктор Зырянов
Основные виды грунтов
В строительной практике грунты можно условно разделить на несколько крупных групп:
- скальные;
- крупнообломочные;
- песчаные;
- глинистые;
- органоминеральные и органические;
- насыпные и техногенные.
Каждая группа отличается структурой, водопроницаемостью, плотностью и поведением под нагрузкой.
Скальные грунты
Скальные грунты представляют собой прочный массив горных пород с жесткими связями между частицами.
К ним относятся:
- граниты;
- известняки;
- песчаники;
- базальты;
- некоторые виды сланцев.
Основное преимущество таких оснований - высокая несущая способность и небольшая сжимаемость.
Однако при производстве земляных работ скальные породы могут значительно усложнить разработку котлована и погружение свай или шпунтовых профилей.
В зависимости от прочности массива может потребоваться предварительное рыхление, бурение или применение специализированной техники.
Крупнообломочные грунты
В составе таких грунтов преобладают крупные частицы:
- щебень;
- галька;
- гравий;
- обломки горных пород.
Они обычно обладают хорошей несущей способностью и сравнительно небольшой сжимаемостью.
Но для ограждения котлованов крупнообломочные грунты могут быть сложными. Камни и крупные включения создают препятствия при погружении металлических элементов и способны отклонять их от проектной вертикали.
Поэтому при наличии валунов или плотных прослоек технология производства работ подбирается отдельно.
Песчаные грунты
Песчаные грунты состоят преимущественно из минеральных частиц различной крупности.
По размеру зерен выделяют:
- гравелистые пески;
- крупные;
- средней крупности;
- мелкие;
- пылеватые.
Песок хорошо пропускает воду. Чем крупнее частицы, тем выше обычно его фильтрационная способность.
Чем опасны водонасыщенные пески
При высоком уровне грунтовых вод песчаные грунты могут значительно усложнять разработку котлована.
Возможные проблемы:
- осыпание стенок;
- поступление воды;
- вынос частиц грунта;
- размыв основания;
- локальные деформации.
Именно поэтому глубокие котлованы в водонасыщенных песках часто требуют жесткого ограждения и организации водопонижения.
Шпунтовая стенка в такой ситуации удерживает грунтовый массив и ограничивает боковой приток воды.
Глинистые грунты
Глинистые грунты содержат большое количество мелкодисперсных частиц.
К этой группе относятся:
- супеси;
- суглинки;
- глины.
Их поведение сильно зависит от влажности.
Сухая плотная глина способна выдерживать значительную нагрузку, а переувлажненный грунт может становиться пластичным и заметно терять устойчивость.
Супесь
Супесь содержит относительно небольшое количество глинистых частиц и по своим свойствам находится между песком и суглинком.
При насыщении водой устойчивость супеси может снижаться достаточно быстро.
Суглинок
В суглинке доля глинистых частиц выше. Такой грунт обычно менее водопроницаем, чем песок, но его свойства значительно меняются при увлажнении.
Глина
Глина обладает низкой водопроницаемостью, но способна набухать, размокать и изменять прочностные характеристики.
При устройстве глубокого котлована важно учитывать не только тип глины, но и ее консистенцию, влажность и наличие отдельных песчаных водоносных прослоек.
Пылеватые грунты и плывуны
Особого внимания требуют грунты с большим количеством мелких пылеватых частиц.
При насыщении водой некоторые из них могут переходить в крайне неустойчивое состояние.
Так называемый плывун способен поступать в котлован вместе с водой, вызывая:
- вынос грунта;
- осадки прилегающей территории;
- деформацию основания;
- обрушение стенок выемки.
Работы в подобных условиях требуют инженерного расчета. Простая постоянная откачка воды может только усилить вынос частиц.
На практике могут применяться шпунтовые ограждения, водопонижение и другие противофильтрационные мероприятия.
Плывуны и водонасыщенные пылеватые грунты нельзя оценивать только визуально. Для безопасной разработки котлована нужны инженерная геология, расчет ограждения и правильно выбранная технология водопонижения.
Насыпные грунты
Насыпной грунт образуется в результате деятельности человека.
В его составе могут находиться:
- песок;
- строительный мусор;
- щебень;
- остатки кирпича и бетона;
- бытовые включения;
- перемешанный природный грунт.
Главная сложность - неоднородность.
Даже на небольшом участке характеристики грунта могут значительно различаться.
Например, на глубине двух метров техника может проходить обычный песок, а ниже столкнуться с бетонными фрагментами, валунами или остатками старых фундаментов.
Для шпунтовых работ это особенно важно, поскольку неизвестные включения могут осложнять погружение профиля.
Органические грунты
К ним относятся:
- торф;
- ил;
- сапропель;
- грунты с большим содержанием органических веществ.
Такие основания характеризуются высокой сжимаемостью и сравнительно низкой несущей способностью.
Они требуют особенно внимательного инженерно-геологического обследования.
При устройстве котлованов слабый грунт может создавать повышенное давление на ограждение и приводить к значительным перемещениям массива.
Как свойства грунта влияют на строительство
Название грунта дает только общее представление о площадке.
Для проектирования намного важнее его конкретные характеристики.
| Характеристика | На что влияет |
|---|---|
| Плотность | Несущая способность и сложность разработки |
| Влажность | Устойчивость и прочность грунта |
| Уровень грунтовых вод | Водоприток и необходимость водопонижения |
| Сцепление | Устойчивость стенок котлована |
| Угол внутреннего трения | Давление грунта на ограждение |
| Коэффициент фильтрации | Скорость движения воды через грунт |
| Наличие включений | Возможность погружения свай и шпунта |
| Слоистость | Поведение грунтового массива на разных глубинах |
Например, два участка могут быть обозначены как песчаные, но условия строительства будут совершенно разными, если на одном находится сухой плотный песок, а на другом - рыхлый песок с высоким уровнем воды.
Какие грунты наиболее сложны для устройства котлована
На практике повышенного внимания требуют:
- водонасыщенные пески;
- плывуны;
- слабые органические грунты;
- неоднородные насыпные грунты;
- грунты с валунами и строительными включениями;
- участки с чередованием водоупорных и водоносных слоев.
Чем сложнее геология, тем важнее заранее определить технологию разработки и способ удержания стенок котлована.
Сложный грунт не всегда означает невозможность строительства. Чаще это означает, что нужно заранее подобрать способ разработки, тип ограждения, метод погружения и схему водопонижения.
Как грунт влияет на выбор технологии шпунтовых работ
Тип грунта непосредственно влияет на способ погружения шпунтовых свай.
Например:
- в песках часто эффективно вибропогружение;
- в плотных слоях может потребоваться лидерное бурение;
- рядом с существующими зданиями может применяться статическое вдавливание;
- крупные включения способны потребовать предварительной разработки или изменения технологии;
- при высоком уровне воды дополнительно оценивается фильтрация и устойчивость основания.
Поэтому универсального метода погружения, подходящего для любого участка, не существует.
Даже марка и длина шпунта выбираются не только по глубине котлована, но и с учетом грунтовых условий.
Зачем нужна инженерная геология
До начала строительства выполняются инженерно-геологические изыскания.
Они помогают определить:
- последовательность грунтовых слоев;
- их толщину;
- физико-механические характеристики;
- уровень грунтовых вод;
- наличие слабых прослоек;
- водоносные горизонты;
- возможные осложнения при производстве работ.
Бурение нескольких скважин на площадке может дать намного больше полезной информации, чем визуальная оценка грунта после начала разработки.
Особенно важны изыскания при глубоких котлованах, плотной городской застройке и строительстве рядом с существующими фундаментами.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
1
Какой грунт считается лучшим для строительства?
Универсального ответа нет. Для каждого сооружения оценивается сочетание несущей способности, сжимаемости, уровня воды и других характеристик. Плотные скальные и крупнообломочные основания обычно обладают высокой несущей способностью, но могут усложнять земляные работы.
2
Какой грунт самый сложный для разработки котлована?
Наиболее сложными часто становятся водонасыщенные пески, плывуны, слабые органические и неоднородные насыпные грунты.
3
Можно ли определить тип грунта самостоятельно?
Визуально можно сделать только предварительный вывод. Для проектных решений необходимы инженерно-геологические изыскания и лабораторные исследования образцов.
4
Почему грунт важен при выборе шпунта?
От характеристик грунта зависят давление на ограждение, необходимая глубина погружения, технология монтажа и возможные деформации шпунтовой стенки.
Не нашли ответ?
Получите консультацию инженера
Наш специалист поможет подобрать марку шпунта, рассчитает объем и подготовит индивидуальное решение под ваш проект.
Получить консультацию
vecshpunt@ya.ru
Рассчитаем стоимость работ
Оставьте заявку и мы свяжемся с Вами в ближайшее время
Пришлите Ваш проект и получите расчет.
Дополнительные ссылки:
Подробнее
Погружение шпунта внутри здания
Такие работы выполняют в промышленных корпусах, подземных паркингах, цехах, складских зданиях, технических помещениях, реконструируемых объектах и зданиях с действующим производством. Основная сложность заключается не только в самом погружении шпунта, а в том, что техника должна работать внутри уже построенного пространства.
Новости и полезные статьи
Остались вопросы
или нужна консультация?
или нужна консультация?
