Все про скальний ґрунт

Знати все про скельному ґрунті необхідно хоча б просто через те, що він зустрічається дуже часто. Тому забудовникам необхідно правильно робити вибір фундаменту для скельної групи ґрунтів, а для цього добре розбиратися в таких нюансах, як коефіцієнт ущільнення та модуль деформації, ГОСТ кута внутрішнього тертя тощо.

Що таке?

Основні відомості щодо скельних ґрунтів наведено у загальному стандарті. Офіційне визначення свідчить, що скельний ґрунт - це тип ґрунту, що відрізняється жорсткістю структурних зв'язків, що будуються за кристалізаційною або цементаційною схемою. Загалом класифікація ґрунтів проводиться не лише за видом структурного зв'язку, а й за іншими параметрами:

• процесу появи (генези);
• хімічний склад;
• петрографічній структурі;
• літологічний склад;
• станом;
• практичним властивостям.

Варто розуміти, що скельні ґрунти можуть бути не тільки монолітними масивами, а й тріщинуватими структурами.

За видами порід вони поділяються:

• на магматичні (діорит, граніт);
• метаморфічного походження (гнейс, сланець, а також кварцит та деякі інші);
• осадові маси зцементованого виду (піщаник, конгломерат);
• напівскельні (гіпс, мергель).

Скальний ґрунт може бути присутнім і на рівнині. Але там вони найчастіше знаходяться на певній глибині та приховані осадовими масами. На земну поверхню вони рідко виходять.

У гірських місцевостях скельний ґрунт зустрічається набагато частіше та у дуже великому масштабі. Поява його обумовлена ​​руйнацією гірських порід під дією процесів, що вивітрюють.

Основні характеристики

Скальний розкривний грунт відрізняється більш менш постійним хімічним і механічним складом. В нього можуть входити і магматичні, і осадові породи. Звичайна насипна щільність становить 1,65 г на 1 см3. наявність піску та дрібних кам'янистих включень.

Дуже важливий параметр - коефіцієнт ущільнення, який також чітко закріплюється в ГОСТ та інших нормативних документах, проектних матеріалах. Якщо маса пролежала в відвалі понад 120 днів або піддавалася механічному ущільненню, то враховують фактичне розпушування, що визначається на місці експертним способом. ж скельні породи відносяться до осадового розряду, то в них цей показник може варіюватися від 200 до 2000 МПа;

Кут внутрішнього тертя - це показник, що ілюструє здатність ґрунтової маси чинити опір зсувному зусиллю. Середня вага в 1 м3, тобто щільність скельного ґрунту, зазвичай приймається рівним 1800 кг, зрозуміло, якщо в описі виробника прямо не вказано інше значення Багато параметрів залежать від того, яким чином йшов процес розпушування грунтової маси. до стійко мерзлих ґрунтових мас.

Різання відбувається за допомогою бульдозерних та екскаваторних пристроїв. Грунти скельного класу відрізняються високою твердістю, міцністю і погано піддаються навіть витонченим прийомам обробки. Ручна розробка їх проводиться дуже рідко, і в основному це присвячено завершальним етапам проходки та оформлення траншей. Основну частину робіт все одно намагаються виконувати за допомогою техніки скрізь, де можливо. Усі ручні розробки скельних ґрунтів відносяться до особливо важкої фізичної праці, оплачуються за вищими ставками, тобто вони ще й економічно нераціональні.

Такі властивості, як питоме зчеплення, кут внутрішнього тертя, щільність і межа міцності при стисканні по одній осі повинні відповідати розрахунковим рівням. У звітах інженерної розвідки також має бути зазначено, як можуть змінюватися параметри за різних умов. По фракціях товарний скельний ґрунт ділиться на два розряди: 0-300 та 0-500. Ці категорії мають досить різне застосування. Важливий параметр – рівень розм'якшення.

Ослаблення жорсткості скелястої маси відбувається через руйнування міжмолекулярних зв'язків під впливом зволоження. Послаблюються також зв'язок між макроскопічними структурними одиницями (зернами). Важливо: розм'якшення не можуть викликати рідини, що не дають ефекту Ребіндеру. Розрахунковий опір скального ґрунту за умовчанням приймається рівним 10 МПа; Майже ніякого сенсу робити складніші розрахунки при побутовому будівництві немає, за рідкісним винятком.

Окрема важлива тема - заземлення у скелястій масі; Найчастіше рекомендують вдаватися до електролітичного заземлення, а точніше зробити вибір допомагає інженерна консультація.

Глибина залягання ґрунтових вод

Буріння свердловин у скелястих породах доводиться виконувати досить часто.Фахівці знають, що така маніпуляція приховує безліч секретів. Але якщо все робиться якісно, ​​жодних проблем не повинно виникати. Глибину залягання води треба враховувати навіть під час буріння під будівельні палі. Ще важливіше вона, коли йде прокладка колодязя чи є намір видобути воду; глибину залягання щоразу визначають індивідуально, тому жодних універсальних таблиць чи формул бути просто неспроможна.

Ухил ґрунту

Крутизна укосу насипів заввишки до 3 м може бути максимум 1:3. Для відповідальних випадків – максимум 1:4. Але для будинків таке не годиться. Найчастіше запроваджується обмеження на будівництво скрізь, де ухил перевищує 3-5%. Важливо: наявність ухилу скелястої землі може стати позитивною новиною – він дозволяє споруджувати об'ємні цоколі і глибокі підвали без ризику зсуву.

При ухилі до 3-5% жодної потреби у спеціальній підготовці найчастіше немає. Максимум підсипають піщано-гравійну подушку. А от якщо ухил перевищує 15%, потрібні складніші заходи.

Часто вдаються до спорудження багатоярусних споруд, щоб послабити пов'язані з цим проблеми. Частини будинку ставлять на окремі майданчики, розділені просторово, та використовують ступінчасті фундаменти.

Застосування

На скельному ґрунті може бути поставлений фундамент навіть дуже високої та вкрай важкої будівлі. Головне, щоб вистачало з деяким запасом несучої здібності — втім саме з цим проблем зазвичай не виникає. Добутий скельний ґрунт практично ніколи не переробляється. Головним чином різні фракції його використовують для будівництва будівель та шляхів сполучення.

Будівельники беруть скельний ґрунт для наступних цілей:

• щоб укріплювати майданчик під фундамент;
• піднімати рівень території;
• виробляти нижчі марки бетону.

Багатоповерхові будинки на скелястих ділянках найчастіше будують за допомогою паль. Але в малоповерховій забудові і тим більше при спорудженні господарських будівель такий метод не застосовується. Для підсипки під одноповерхові та двоповерхові споруди рекомендовано використовувати розбірні осадові ґрунти. Бажана як мінімум середня фракція крупно. Підняття ділянок скельним ґрунтом проводиться практично всіма його видами; економніше користуватися розбірно-осадовою масою дрібної будови, яку простіше утрамбувати і розрівняти, а зверху висипати древо.

Як бетонний заповнювач скельний ґрунт не надто гарний. Однак невеликі його обсяги для другорядних робіт використовувати все ж таки можна. Приклад тому — опори стовпчиків огорожі чи невеликі майданчики у дворах. Переважна дрібна фракція, а ось все, що більше 12 см у поперечнику, краще відкласти для інших завдань. Великий матеріал рекомендують використовувати для оформлення садів.

Ще скелястий ґрунт може використовуватися:

• для формування основи під дорожнє полотно;
• спорудження тимчасових доріг;
• ремонту наявних магістралей;
• облаштування узбіччя та насипів;
• рекультивації після закінчення кар'єрних робіт;
• осушення болотистих ділянок;
• засипки траншей та виїмок;
• формування альпійських гірок;
• прокладання доріжок у садах та парках;
• оформлення майданчиків для відпочинку;
• споруди гребель.

Що таке насипна щільність скального ґрунту

Визначення щільності ґрунтів Щільність - це фізична властивість ґрунту, що оцінюється ставленням його маси до обсягу. Вона виявляється у кілограмах на кубічний сантиметр (кг/см3). Слід відрізняти щільність від частки. Питома вага – це відношення ваги тіла до його обсягу та вимірюється у Ньютонах на метр у кубі (Н/м3).

Щільність залежить від мінерального складу, пористості та вологості. Чим більше важких мінералів, тим більше і навпаки, що більше органічних сполук, то її значення менше. При збільшенні вологості зростає і густина, досягаючи максимуму при повному заповненні пор водою. Чим більша пористість, тим її значення буде менше.

Види щільностей ґрунту

Розрізняють кілька видів щільності ґрунту. Крім «звичайної», яка, до речі, враховує масу як самого грунту, і води, що у порах, виділяють ще ряд величин.

Щільність сухого ґрунту - це відношення маси сухого ґрунту (без води в його порах) до його обсягу (з огляду на пори).

Щільність частинок ґрунту - відношення маси сухого ґрунту (виключаючи воду) до обсягу його твердої складової.

Визначення щільності ґрунтів методом ріжучого кільця

Даний метод застосовується для ґрунтів, що легко піддаються різанню ножем: глин, суглинків, супісків та пісків. Роботи проводяться згідно з ГОСТ 5180-84.

Спочатку вибирають ріжуче кільце-пробовідбірник залежно від виду ґрунту. Кільця нумерують, вимірюють з точністю до 0,1 мм і зважують (m0). Далі обчислюється обсяг кілець із точністю до 0.1 см3 (V).

Потім беруться гладкі пластини з твердого матеріалу (скло, метал та ін), які також нумеруються і зважуються (m1). Кільця змащуються вазеліном або іншим мастилом.

Далі беруть зразок ґрунту, зачищають і вирівнюють площину ножем. На ній встановлюють кільце і гвинтовим пресом або вручають вручну його в грунт, фіксуючи межу зразка для випробувань. Після цього грунт обрізають на 5-10 мм нижче за ріжучий край кільця, формуючи стовпчик діаметром на 1-2 мм більше зовнішнього діаметра кільця.Поступово кільце заповнюється повністю, зайвий грунт видаляють, а поверхня зачищається нарівні з кромками кільця. Кінці закривають пластинами.

Якщо ґрунт сипкий або дуже пластичний, то знизу він підхоплюється плоскою лопаткою.

Потім кільце з ґрунтом та пластинами зважують (m2) і обчислюють щільність за формулою: ρ=(m2-m0-m1)/V.

Визначення щільності ґрунтів методом парафінування

Метод парафінування (ГОСТ 5180-84) використовується визначення щільності зв'язкових грунтів.

З моноліту вирізається зразок кулястої форми об'ємом не менше 50 см3. Його обв'язують тонкою міцною ниткою з вільним кінцем і петлею на кінці (щоб підвісити до ваги) і зважують (m0).

Нагрівають парафін до температури 57-60 градусів, після чого занурюють у нього зразок на 2-3 секунди. Бульбашки повітря необхідно видалити до затвердіння. Так його «мокають», поки кулька не покриється щільною парафіновою оболонкою. Охолоджений зразок зважують (m1).

Потім необхідно зважити його у воді та визначити обсяг витісненої води. Для цього над чашею терезів ставлять посудину з водою так, щоб його маса не передавалася на коромисло терезів. Потім підвішують зразок та опускають його у воду; він повинен поринути повністю, але не торкатися при цьому дна і стінок. Маса зразка позначається m2.

Для перевірки герметичності парафінової кірки зразок промокують фільтрувальним папером і знову зважують. Якщо маса збільшилася більш ніж на 0.02 г, то його слід забракувати.

Щільність обчислюється за формулою: ρ=m0*ρp*ρw/(ρp(m1-m2)- ρw(m1-m0)), де ρp – густина парафіну (0.900 г/см3); ρw – щільність води при температурі випробувань.

Визначення щільності скельного ґрунту

Щільність скального ґрунту визначається методом безпосередніх вимірів, якщо з нього можна вирізати (випиляти) зразок правильної геометричної форми.

Зазвичай випилюють кубик, прямокутник чи циліндр. Штангенциркулем вимірюють усі його розміри з точністю до 0.01 див. Виміри проводяться кілька разів у різних напрямках, після чого за середніми значеннями вважають обсяг.

Потім зважують з точністю до 0.01 г, після чого обчислюють щільність.

Щільність ґрунту

У таблиці представлена ​​щільність ґрунту в природному заляганні розмірності кг/м 3 . Щільність наведена з урахуванням природної структури ґрунту та природної вологості для таких ґрунтів, як: алевроліти, аргіліти, гравійно-галькові ґрунти, вапняки, піски тощо. буд.

Грунт являє собою різноманітні гірські породи, опади, ґрунти та деякі штучні утворення та у загальному випадку складається з трьох фаз: твердої, рідкої та газоподібної.

Фази ґрунту динамічно взаємодіють. Тверді частинки ґрунтів складаються з породоутворюючих мінералів. Рідка складова ґрунту є водою, різного ступеня мінералізації. Гази, що містяться в ґрунті, можуть перебувати як у вільному стані, так і розчинені у воді.

Щільність ґрунту з урахуванням його природної вологості та вмісту газів є відношенням маси ґрунту до займаного ним обсягу і визначається за формулою:

де m - Маса ґрунту;
V - обсяг ґрунту з урахуванням вологи та газів;
m₁, V₁, m₂, V₂, m₃, V₃ - відповідно маса та обсяг твердої, рідкої та газоподібної фаз ґрунту.
Примітка: оскільки маса газоподібної компоненти ґрунту зневажливо мала і не впливає на загальну густину, на практиці їй можна знехтувати.

Слід зазначити, що щільність ґрунту визначається індивідуальною щільністю складових його компонентів, залежить від складу ґрунту, його структури та становить величину від 700 до 3300 кг/м 3 .

До ґрунтів з високою щільністю в природному стані можна віднести такі ґрунти, як: кварцити, граніти, гнейси, діорити, сієніти, габро, андезити, базальти, порфірити, трахтити, мармур, ангідрити, кремінь.

До легких ґрунтів із низьким показником природної щільності відносяться: котельні шлаки, пемза, туф, торф, м'які вапняки, ґрунти рослинного шару.

Середня щільність ґрунту - таблиця природної щільності

Щільність ґрунтів практично визначає різними методами. Залежно від вологості, структури та механічних властивостей ґрунту застосовують такі методи визначення густини:

1. різальним кільцем;
2. зважуванням у воді парафінованих зразків;
3. зважуванням у нейтральній рідині;
4. пікнометричні методи.

1. Алексєєв Ст. М., Калугін П. І. Фізико-механічні властивості ґрунтів та лабораторні методи їх визначення. Воронеж, держ. арх.-будує. ун-т, 2009 - 89 с.
2. ГОСТ 25100-2011 Грунти. Класифікація.
3. ГОСТ 5180-84 Ґрунти. Методи лабораторного визначення фізичних показників.
4. Територіальні одиничні розцінки на будівельні роботи ТЕР-2001-01. Земельні роботи. - СПб: ГУ «Центр моніторингу та експертизи цін», 2008 - 293 с.
5. Юрик Я. Ст. Основні характеристики фізико-механічних властивостей ґрунтів. Таблиці до розрахунку. Київ: «Будівельник», 1976 - 216 с.

Щільність ґрунту

У таблиці представлена ​​щільність ґрунту в природному заляганні розмірності кг/м 3 . Щільність наведена з урахуванням природної структури ґрунту та природної вологості для таких ґрунтів, як: алевроліти, аргіліти, гравійно-галькові ґрунти, вапняки, піски тощо. буд.

Грунт являє собою різноманітні гірські породи, опади, ґрунти та деякі штучні утворення та у загальному випадку складається з трьох фаз: твердої, рідкої та газоподібної.

Фази ґрунту динамічно взаємодіють. Тверді частинки ґрунтів складаються з породоутворюючих мінералів. Рідка складова ґрунту є водою, різного ступеня мінералізації. Гази, що містяться в ґрунті, можуть перебувати як у вільному стані, так і розчинені у воді.

Щільність ґрунту з урахуванням його природної вологості та вмісту газів є відношенням маси ґрунту до займаного ним обсягу і визначається за формулою:

де m - Маса ґрунту;
V - обсяг ґрунту з урахуванням вологи та газів;
m₁, V₁, m₂, V₂, m₃, V₃ - відповідно маса та обсяг твердої, рідкої та газоподібної фаз ґрунту.
Примітка: оскільки маса газоподібної компоненти ґрунту зневажливо мала і не впливає на загальну густину, на практиці їй можна знехтувати.

Слід зазначити, що щільність ґрунту визначається індивідуальною щільністю складових його компонентів, залежить від складу ґрунту, його структури та становить величину від 700 до 3300 кг/м 3 .

До ґрунтів з високою щільністю в природному стані можна віднести такі ґрунти, як: кварцити, граніти, гнейси, діорити, сієніти, габро, андезити, базальти, порфірити, трахтити, мармур, ангідрити, кремінь.

До легких ґрунтів із низьким показником природної щільності відносяться: котельні шлаки, пемза, туф, торф, м'які вапняки, ґрунти рослинного шару.

Щільність ґрунтів на практиці визначає різними методами. В залежності від вологості, структури та механічних властивостей ґрунту застосовують такі методи визначення густини:

• різальним кільцем;
• зважуванням у воді парафінованих зразків;
• зважуванням у нейтральній рідині;
• пікнометричні методи.

1. Алексєєв В. М., Калугін П. І. Фізико-механічні властивості ґрунтів та лабораторні методи їх визначення. Воронеж, держ. арх.-будує. ун-т, 2009 - 89 с.
2. ГОСТ 25100-2011 Грунти. Класифікація.
3. ГОСТ 5180-84 Ґрунти. Методи лабораторного визначення фізичних показників.
4. Територіальні одиничні розцінки на будівельні роботи ТЕР-2001-01. Земельні роботи. - СПб: ГУ «Центр моніторингу та експертизи цін», 2008 - 293 с.
5. Юрик Я. В. Основні характеристики фізико-механічних властивостей ґрунтів. Таблиці до розрахунку. Київ: «Будівельник», 1976 - 216 с.