Основные определения и классификация ГОСТ 25100 -95 Грунты

Основные определения и классификация ГОСТ 25100 -95. Грунты. Классификация

Определение грунта по ГОСТ 25100 -95 Грунт — горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты могут служить: 1) материалом основании зданий и сооружений; 2) средой для размещения в них сооружений; 3) материалом самого сооружения.

Определение грунта (простое и понятное) Грунт — горные породы, геологические осадки, а также техногенные образования, используемые для строительства в качестве: • оснований зданий и сооружений; • строительных материалов; • среды, в которой размещаются сооружения.

Грунт- многофазная система, состоящая из твердых минеральный частиц с примесью органики. В пористом пространстве содержиться вода и газ (воздух)

Долматов Б. И. и др. Основания и фундаменты. 2002: • Фундаментом называется заглубленная в грунт конструкция, передающая нагрузки и воздействия от здания (сооружения) на основание • Основанием называется напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения • Слой грунта подошвой фундамента называется несущим. Слои, залегающие ниже несущего- подстилающими, вышеперекрывающими

Основные характеристики грунта • Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта. • Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др). • Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-минеральный состав твердых, жидких и газовых компонентов.

Иерарахия и основные принципы классификации (п. 4. 1) • Класс -по общему характеру структурных связей; • Группа- по характеру структурных связей (с учетом их прочности); • Подгруппа- по происхождению и условиям образования; • Тип- по вещественному составу; • Вид- по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств); • Разновидности- по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов

Основные классы грунтов (Таблицы 1 -4) I КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ II КЛАСС ПРИРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ III КЛАСС ПРИРОДНЫХ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ IV КЛАСС ТЕХНОГЕННЫХ ГРУНТОВ (СКАЛЬНЫХ, ДИСПЕРСНЫХ И МЕРЗЛЫХ)

Определения классов • Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа. • Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурный связи цементационного типа. Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (Rc 5 МПа — скальные грунты, Rc 5 МПа — полускальные грунты).

Предел прочности на одноосное сжатие Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

• Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения. • Грунт мерзлый — грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) ледцемент и характеризующийся криогенными структурными связями. • Техногенные грунты — естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования.

Классификационные показатели ФМС Группа показателей состава и свойств, на основании которых грунты подразделяются на виды и разновидности Показатели вплоть до вида характеризуют в основном состав грунта, разновидность- характеризуется по составу и состоянию.

Визуальная оценка прочности скальных и полускальных пород Очень прочные и прочные- поглощение воды не замечается, керн руками не разламывается, с трудом разбивается молотком, удар звонкий, излом раковистый или ровный Средней прочности и малопрочные- замечается поглощение воды, керн раскалывается относительно легко (по слоистости), звенит под ударом слабо, руками разламывается с трудом, между ладонями не растирается Пониженной и низкой прочности- поглощение воды сильное, керн разламывается руками, иногда растирается в ладонях, при ударе крошится на мелкие обломки, звук удара глухой Очень низкой прочности (рухляк)- поглощение воды очень сильное, керн крошится руками, распадаясь на мелкие обломки

Примеры Гранит мелкокристаллический слаботрещиноватый слабовыветрелый прочный Песчаник крупокристаллический (крупнозернистый) трещиноватый выветрелый пониженной прочности

Дисперсные грунты- основной объект изучения инженерной геологии (Таблица 2) Дисперсные грунты характеризуются относительно слабыми водно-коллоидными (слипание частиц) и механическими (трение между частицами) связями. Представлены в основном нелитифицированными осадочными четвертичными отложениями различного генезиса (происхождения). Развиты практически повсеместно.

Определения основных видов • Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip 1% (0. 01 д. е. ). • Песок — несвязный (сыпучий) минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0). • Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

Основные типы дисперсных грунтов Глинистые грунты: • Супеси • Суглинки • Глины Песчаные грунты: • Пески гравелистые • Пески крупные • Пески средней крупности • Пески мелкие • Пески пылеватые Крупнообломочные грунты: * валунные (глыбовые) * галечниковые (щебенчатые) *гравийные (дресвянистые)

Крупнообломочные грунты (в зависимости от размеров и окатанности): • Валунный грунт (неокатанные обломкиглыбовый)- содержание обломков крупнее 200 мм >50% • Галечниковые (неокатанные обломкищебенистый)- содержание обломков диаметром от 10 до 200 мм >50% • Гравийный грунт (неокатанные обломкидресвянистый)- содержание обломков диаметром от 2 до 10 мм >50%

Окатанные и неокатанные обломки Для оценки окатанности обломков в России используется четырехбальная шкала Рухина. Согласно этой шкалы: 0 -I балл- неокатанные обломки II-IV- окатанные обломки Обкатка обломков происходит в пляжевой зоне водоемов за счет взаимного истирания под воздействием волн и течений.

Шкала Рухина

Окатанные валуны (3 -4 балла) Окатанная галька на пляже (2 -4 балла) Неокатанный угловатый щебень (0 баллов)

Примечание Заполнитель- относительно более мелкий (тонкий) по составу грунт, заполняющий пространство между крупными (более 2 мм) обломками. При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от обшей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

Типы глинистых грунтов Супеси- глинистые слабопластичные грунты (1

• Суглинки- пластичные (7

• Глинывысокопластичные (Ip>17) глинистые грунты, раскатываются в тонкий шнур между ладонями, поверхность среза матовая жирная блестящая. В составе преобладают глинистые частицы (менее 0. 005 мм). Количество песчаных зерен (2 -0. 05 мм) обычно не превышает 20%.

Органо-минеральные грунты • Илы (глинистые, супесчаные) • Сапропели • Торф • Оторфованные грунты • Почвы

ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ ГРУНТОЫ • Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ. • Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.

• Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0, 25 мм обычно не превышает 5 % по массе. • Ил — водонасыщенный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е 0, 9, текучую консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0, 01 мм составляет 30 — 50 % по массе.

Гранулометрический состав количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.

Гранулометрические фракции в мм Валунные (<200) <200 Галька (щебень) (200 -10) 200 -20 20 -10 Гравий (дресва) (10 -2) 10 -5 5 -2 Песчаные (2 -0. 05) Грубые 2 -1 Крупные 1 -0. 5 Средние 0. 5 -0. 25 Мелкие 0. 25 -0. 1 Пылеватые 0. 1 -0. 05 Пылеватые (0. 05 -0. 005) Крупные 0. 05 -0. 01 Мелкие 0. 01 -0. 005 Глинистые (<0. 005) 0. 005 -0. 001 <0. 001 Содержание фракций размером более 0. 1 мм определяется с помощью набора сит Более мелкие фракции определяются ареометрическим и/или пипеточным методами

Степень неоднородности • Степень неоднородности гранулометрического состава Cu показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле где d 60, d 10 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10% (по массе) частиц.

Влажность грунта W- отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы. Определяется по ГОСТ 5180 -84 методом высушивания до постоянной массы при температуре 105 о. С. Формула расчета: W= (m 1 – m 0) / (m 0 -m) m- масса вмещающей грунт емкости m 0 - масса грунта после высушивания и вмещающий грунт емкости m 1 - масса влажного грунта и вмещающей его емкости

Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. WL и Wp определяют по ГОСТ 5180. Ip= WL – Wp Значения числа пластичность зависят от содержания в грунте тонких пылеватоглинистых частиц. При увеличении содержания этих частиц число пластичности возрастает, а при уменьшении- снижается. Т. е. число пластичности отражает состав грунта

Пределы пластичности по ГОСТ 5180 -84 Граница текучести WL влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний. Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм. Граница раскатывания (пластичности) Wp влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний. Границу раскатывания (пластичности) следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3— 10 мм.

Пределы пластичности по ГОСТ 5180 -84 Граница текучести WL предельное значение влажности, превышение которого вызывает переход грунта в текучее состояние (вязкую жидкость) Граница раскатывания (пластичности) Wp предельное значение влажности, уменьшение которого вызывает потерю грунтом пластичности (при смятии грунт крошится)

Показатель текучести- характеризует консистенцию глинистых грунтов Показатель текучести IL — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip. IL = (W - Wp) / Ip При отрицательных значениях IL грунты являются твердыми, при величине более 1 текучими, в диапазоне от 0 до 1 пластичными.

Плотность по ГОСТ 5180 -84 Плотность грунта- определяется отношением массы образца грунта к его объему- - плотность грунта, г/см 3. Определяется методом режущего кольца и объемного взвешивания в воде • Плотность скелета грунта — плотность сухого грунта d, г/см 3, определяемая по формуле: • где — плотность грунта, г/см 3; • W — влажность грунта, д. е. Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему s- плотность грунта, г/см 3. Определяется пикнометрическим методом

Коэффициент пористости (е)- отношение разницы плотностей частиц грунта и сухого грунта к плотности сухого грунта где s — плотность частиц грунта, г/см 3; d — плотность сухого грунта, г/см 3.

Степень влажности- характеризуется коэффициентом водонасыщения Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. - степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле: • • где W — природная влажность грунта, д. е. ; е — коэффициент пористости; s — плотность частиц грунта, г/см 3; w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см 3.

Степень плотности песков ID определяется по формуле: где е коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении; • emax коэффициент пористости в предельно -плотном сложении; • emin коэффициент пористости в предельнорыхлом сложении.

Засоленность Степень засоленности — характеристика, определяющая количество воднорастворимых солей в грунте Dsal, %. Воднорастворимые соли- соли кислот НCl, H 2 CO 3, H 2 SO 4, HNO 3 и металлов Mg, Ca, K, Na, Fe (двух- и трехвалентного)

Относительное содержание органического вещества Ir, д. е. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.