Типы грунтов и их характеристики, свойства и описание

Качественные характеристики и свойства грунтов

Грунт сложное и очень ёмкое понятие, которое является объектом пристального изучения, выделенным в отдельное (самостоятельное) направление науки. Мы не будем вдаваться в детали его изучения, нас в данном случае интересует его применение и использование в сельском хозяйстве и земледелии. Земля, почва, природная смесь – все эти названия напрямую отображают, и характеризует понятие грунт. И для обычного человека наибольшую ценность представляет, не происхождение грунта, а его плодородность, влияние на рост, и развитие растений (культур) на приусадебном участке. Поэтому рассматривать данное понятие лучше всего с позиции проводимых мероприятий, направленных на улучшение или поддержание качественных характеристик грунта. К основным таким характеристикам, способным влиять на состояние и качество грунта (почвы) относятся:

    Состав грунта.

    В основу любого грунта входят: песок, глина и ил, таким образом, различают песчаные, глинистые и илистые грунты. В зависимости от процентного соотношения этих компонентов определяется его структура и свойства.

    Структура

    Плодородность грунта в первую очередь обусловлена его структурой, которая должна быть: богатой полезными веществами, воздухо- и водопроницаемой и как можно дольше сохранять тепло и влагу.

    Свойства грунта

    Свойства грунта условно разделяются на химические и физические. Система грунта делится на три фазы: твердую (мин. частицы), жидкую (вода) и газообразную (газы/пары). Химические свойства протекают на границе жидкой и твердой фаз, и, по сути, определяют кислотность грунта. Физические свойства, скорее отвечают за характер грунта, удельный и объемный вес, пористость, вязкость, липкость, а также водные и тепловые характеристики.

    Кислотность

    Кислотность грунта имеет большое значение при выборе и посадке растений и культур на своем участке. По уровню рН различают: слабокислую, нейтральную и слабощелочную почву. Успешный рост и развитие садовым растениям дает именно нейтральный грунт. Соответственно если на участке повышенная или пониженная кислотность грунта, его корректируют. В первом случае, путем известкования, т.е. добавления в грунт извести, во втором, добавляют органические удобрения (кондиционеры).

Все вышеперечисленное относится к качественным характеристикам, необходимым для определения почвы (грунта) на своем участке. Иными словами, обладая необходимыми знаниями, вы можете изменить структуру, состав, кислотность своего грунта, а также повысить плодородность. В зависимости от типа, состава, использования и применения почвы, достигнуть изменения ее структуры можно путем внесения в почву растительного и плодородного грунта. Растительный грунт – обладает нейтральной кислотностью и представляет собой смесь песка (30-40%) и торфа (60-70%), необходим для изменения структуры почвы у глинистых с плохой дренажной системой земель. В отличие от чистого торфа, в растительном грунте процесс минерализации проходит заметно быстрее. Плодородный грунт – представляет из себя верхний плодородный слой земли, при необходимости смешивается с верховым торфом и минеральными удобрениями. Используется как в чистом виде, так и в виде смеси.

Измерители характеристик грунта

Дороги и дорожные объекты – это весьма сложные и дорогостоящие технические сооружения, которые требуют постоянного ухода. Проблемы возникают не только при строительстве новых дорог, но и в процессе эксплуатации. На строительство и ремонт дорог выделяются огромные средства. С целью экономии материальных ресурсов и улучшения качества дорожного полотна были разработаны приборы - плотномеры, позволяющие строительным организациям контролировать качество его уплотнения на стадии строительства.

Среди большого разнообразия способов определения качества уплотнения наиболее часто используют два: динамический и статический. В основу оценки качества уплотнения грунта земляного полотна и подстилающего слоя в России‚ как известно‚ положен принцип сравнения плотности‚ полученной в насыпи или выемке‚ с плотностью того же грунта в лабораторном приборе стандартного уплотнения Результат сравнения в виде коэффициента уплотнения (Ку) «примеряют» к нормируемым ГОСТ и СНиП его значениям‚ чаще всего равным 0‚95 (низ земляного полотна) или 0‚98–1‚0 (верх земляного полотна и подстилающий слой).

Плотномер динамический Д-51А

Цена: 7 988 руб
Плотномер динамический. Предназначен для опреативного контроля степени уплотнения песчаных и пылевато-глинистых грунтов в земляных сооружениях в процессе строительства (без отбора образцов грунта). Применим для грунтов содержащих частицы не крупнее 2мм, не находящихся ниже уровня грунтовых вод. Определение сопротивления грунта погружению зонда под действием ударов груза постоянной массы, свободно падающего с заданной высоты. Высота падения груза: 300мм. Диаметр основания конуса зонда: 16мм. Масса груза: 2500г. Фактическое значение степени уплотнения определяется, исходя из полученных рез-тов замеров по прилагаемой таблице с учетом типа грунта.
Измеритель плотности грунтов TERRATEST 3000 GPS

    Этот высокотехнологичный динамический плотномер грунта, измеряя скорость и величину усадки грунта, гарантирует быстрые, удобные и точные результаты измерений при строительстве дорог и трубопроводов

    Цена: 280000 руб.

   Плотномер-влагомер системы инженера Ковалева Н.П. ПВК-Ф

   Применяется для ускоренного определения плотности грунта в полевых условиях. С помощью прибора можно определить объемный вес влажных грунтов и объемный вес скелета грунтов (плотность).

    Цена: 28000 руб.

Измеритель плотности асфальтобетона ПАБ-1.0

    Предназначен для оперативного неразрушающего контроля плотности и однородности уплотнения асфальтобетонных покрытий и оснований.

    Цена: 205910 руб.

Измеритель плотности грунта ZFG 3000 GPS

    Прибор для измерения динамического модуля упругости ZFG-3000 разработан для точного и быстрого определения динамического модуля упругости (модуля динамической деформации или несущей способности) грунта и оснований дорог.

    Цена: 290000 руб.

Плотномер грунтов динамический ПДУ-МГ4 «Удар»

    Плотномер ПДУ-МГ4 «Удар» предназначен для определения динамического модуля упругости грунтов и оснований дорог по методу штампа, имитирующему проезд автомобиля по дорожному покрытию. Плотномер состоит из нагрузочной плиты, с закрепленными на ней тензодатчиком силы, акселерометром и упругим элементом, штанги с грузом и электронного блока. Плотномер ПДУ-МГ4 «Удар» имеет нагрузочную плиту увеличенного диаметра (300 мм) при массе падающего груза 10 кг, что позволяет применять плотномер на крупноблочных и щебеночных основаниях.

    Цена: 230600 руб.

Транспортировочный ящик

    Деревянный ящик для транспортировки приборов HMP LFG ( 120x37x31 )

    Цена: 30550 руб.

Измеритель плотности грунта HMP LFG - SD+

    Плотномер динамический электронный (методом падающего груза) (см. HMP LFG) с возможностью подключения распечатывающего устройства и запоминания 200 результатов измерения. Состав к-кта: устройство нагрузки, пластина для нагрузки, электронное измерительное устройство в кейсе, принтер, транспортный чемодан для принтера. Дополнительно можно заказать ПО на русском языке для обработки результатов измерений на компьютере и построения графиков.

    Цена: 239472 руб.

Как определить грунт.

От правильности определения характеристик грунта, его состава зависит конструкция фундамента и прочность всего строения.  Разумеется, самому определить характеристики грунта можно только приблизительно.

Как определить грунт своими силами? Прежде чем ответить на этот вопрос, определим какие характеристики грунта могут оказывать влияние  на прочность как фундамента, так и дома. Основными характеристиками грунта являются:

    однородность грунта;
    вид грунта;
    пластичность грунта;
    плотность грунта;
    влажность грунта;
    несущая способность грунта.

Для определения глубины заложения фундамента необходимо знать уровень грунтовых вод, глубину промерзания грунта,  пучинистость грунта.

Для определения характеристик грунта в нескольких  местах участка, намеченного для строительства дома, убирают растительный слой и роют  шурфы  глубиной 2 – 2,5м.

Определение уровня грунтовых вод.

По истечении какого – то времени в шурфе появляется вода. Если этого не произошло, то шурф  надо сделать  примерно на 30  - 40 см больше глубины промерзания грунта вашего региона (Таблица 1).  После этого можно определить уровень грунтовых вод. Делается это достаточно просто: опустив рейку, определяют  расстояние от верхнего участка земли до уровня воды в шурфе . Уровень грунтовых вод на участках строительства может быть разным. Поэтому учитывают самый высокий уровень воды. Если уровень грунтовых вод высок, то необходимо провести дренажные работы.

Определение глубины промерзания.

Зимой вода, содержащаяся в грунте, превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 10%. Происходит подъем (пучение) вышележащих слоев грунта, которые могут вытолкнуть фундамент из земли. Весной лед начинает таять, грунт опускается, причем неравномерно, что может привести  к деформации, как фундамента, так и конструкций здания.

Реальные глубины промерзания отличается от нормативных, приведенных в таблице, потому что нормативные данные глубины промерзания приведены для самого плохого случая — отсутствие снежного покрова. Наличие снежного покрова уменьшает глубину промерзания. Под домом грунт так же промерзает меньше даже при отсутствии регулярного отопления.  Таким образом, реальная глубина промерзания земли может быть на 20-40% меньше нормативной.

Определение вида  и пластичности грунта.

Проще всего определить визуальным способом скальный грунт, представляющий собой сплошное каменистое основание. Скальный грунт слабо подвержен воздействию влаги и температурным перепадам. Скальный грунт лучшее основание для возведения фундамента.

 Для определения вида грунта из шурфов берут образцы через каждые 0,5 – 0,7м, помещают в отдельные емкости, закрывают их влагонепроницаемым материалом. Далее, вооружившись лупой, определяют вид грунта состав (смотри таблицу 2, столбец 2). Затем смачивают образец и пробуют скатать жгутик толщиной 10 – 15 мм, длиной 150 – 200мм.

По растениям, растущим на строительном участке, также приблизительно можно определить вид грунта. Белая ромашка любит сухую  почву. Лопух, как правило, обильнее всего растёт на глинистом грунте. Иван – чай любит расти на заболоченных местах.  Наличие на участке мать — и — мачехи, болотной калужници,  лопуха и осоки показывает на высокий уровень грунтовых вод. В местах, где замечены влаголюбивые растения, необходимо вырыть шурфы и взять пробы грунта.

 Простым способом можно оценить несущую способность грунта. Для этого надо наступить на поверхность грунта, перенеся всю тяжесть тела на каблук. Если каблук легко проваливается, то грунт «слабый». Если каблук погружается в грунт на половину, то строить на таком грунте можно.

    Документы.

        ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. (Термины, определения)
        СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*) Основания зданий (Приложения. Характеристики всех грунтов.)
        ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ
        МЕХАНИКА ГРУНТОВ (понятия, термины)
        МЗФ теплорасчет (температура грунта рис. 5)
        Торф (или кэш)
        Сажин (доступно о грунтах)
        «Указания по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на болотах» (или кэш)
        СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ​
        СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов​
        «Рекомендации по производству инженерно-геологической разведки»

П.2.1. Основным параметром механических свойств грунта земляного полотна, которым пользуются в расчетах дорожных одежд, служит модуль упругости Егр.

П.2.2. Расчетные значения характеристик грунта можно определять как по результатам непосредственных испытаний образцов в лаборатории, так и по данным пробного нагружения подстилающего грунта земляного полотна при расчетном состоянии; частные значения характеристик, по которым вычисляют нормативные и расчетные значения, должны быть получены единым методом.

Если невозможно выполнить испытания, расчетные характеристики могут быть установлены в зависимости от вида грунта и его расчетной влажности, обусловленной природными условиями и особенностями его работы, по таблицам и графикам, составленным на основании обобщения многочисленных испытаний грунтов.

П.2.3. Модуль упругости грунта зависит от влажности, плотности, структуры, а также от режима его нагружения. Поэтому Егр назначают в два этапа - вначале определяют расчетную влажность Wp, а затем устанавливают Егр при расчетной влажности.

П.2.4. Для определения расчетной влажности Wp грунта необходимо располагать данными о его средней многолетней влажности Wср. Средние значения влажности Wср грунта в активной зоне земляного полотна автомобильных дорог с усовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд (щебень, гравий и др.), наблюдавшиеся в наиболее неблагоприятный (весенний) период года, приведены в табл. П.2.1.

Значения влажности действительны для дорог с земляным полотном, проходящим в насыпи и удовлетворяющим требованиям СНиП «Автомобильные дороги. Нормы проектирования» в отношении плотности грунта и возвышения низа дорожной одежды над уровнем грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод. Поэтому для дорог, проходящих в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях (в выемках и нулевых отметках), данные табл. П.2.1 следует увеличивать на 0,03Wт.

При возвышении земляного полотна над грунтовыми и поверхностными водами или над поверхностью земли, превышающем значения, требуемые СНиПом более чем в 1,5 раза, влажность грунта следует принимать как для I-го типа местности.

П.2.5. Значения влажности грунта, приведенные в табл. П.2.1, дифференцированы в зависимости от дорожно-климатических зон.

Помимо деления по климатическим условиям с севера на юг, следует учитывать, что при переходе с запада на восток климат становится более континентальным, уменьшается количество осадков и возрастает скорость промерзания. В западных же районах значительное влияние на водно-тепловой режим оказывают продолжительные оттепели, наблюдаемые во все зимние месяцы, которые приводят к дополнительному притоку влаги в грунт.

Таблица П.2.1

Средние значения влажности грунта

	Тип местности по увлажнению	Среднее значение влажности Wср грунта, доли от Wт
		Супесь легкая	Песок пылеватый	Суглинок легкий и тяжелый, глины	Супесь пылеватая и тяжелая пылеватая, суглинок пылеватый
I	1	0,60	0,62	0,65	0,70
	2	0,62	0,65	0,70	0,75
	3	0,65	0,70	0,75	0,80
II	1	0,60	0,62	0,65	0,70
	2	0,63	0,65	0,68	0,73
	3	0,65	0,67	0,70	0,75
III	1	0,55	0,57	0,60	0,63
	2 - 3	0,59	0,61	0,63	0,67
IV	1	0,53	0,55	0,57	0,60
	2 - 3	0,57	0,58	0,60	0,64
V	1	0,52	0,53	0,54	0,57
	2 - 3	0,55	0,56	0,57	0,60
Примечание: средние значения влажности Wср, грунта в таблице приведены для толщины одежды 75 см. Если одежда имеет большую толщину, влагонакопление в верхней части земляного полотна за счет грунтовой и поверхностной воды уменьшится: в этом случае расчетную влажность грунта корректируют с помощью номограммы (см. рис. П.2.1).

​

Рис. П.2.1 Номограмма для определения относительной влажности W от толщины Z1 стабильного слоя.

Для районов II - III дорожно-климатических зон западнее линии Псков - Смоленск - Орел - Воронеж значения влажности грунтов, приведенные в табл. П.2.1 увеличивают на 0,02Wт. Значение средней влажности Wср грунта земляного полотна дорог, проходящих вблизи границ дорожно-климатических зон (в пределах 50 км), принимают равной промежуточному значению между соответствующими влажностями грунта в смежных зонах.

П.2.6. Внутри каждой зоны отдельные участки дорог по характеру и степени увлажнения относятся к одному из трех типов местности. Тип увлажнения местности устанавливают при изысканиях.

П.2.7. Средние влажности Wср грунта, приведенные в табл. П.2.1, действительны для равнинного рельефа. В предгорных и горных районах среднюю влажность устанавливают по данным региональных схем дорожно-климатического районирования, разрабатываемых в дополнение к карте дорожно-климатических зон. При отсутствии региональных схем районирования по вертикальной зональности среднюю влажность в предгорных (до 1000 м) и горных (выше 1000 м) районах увеличивают по сравнению с рекомендуемой в табл. П.2.1. соответственно на 0,03 - 0,05Wт.

П.2.8. При расчете конструкций, в которых предусмотрены такие мероприятия, как устройство монолитных оснований дорожных одежд, водонепроницаемых обочин, совершенный дренаж, теплоизоляционные слои, полностью предотвращающие промерзание земляного полотна, и др., среднюю влажность по табл. П.2.1 следует уменьшить на значения, указанные в табл. П.2.2.

П.2.9. Расчетную влажность грунта следует устанавливать вероятностным методом ввиду временной (по сезонам и годам) изменчивости влажности грунта земляного полотна и необходимости рассчитывать дорожную конструкцию на прочность с заданным уровнем проектной надежности.

Под расчетной влажностью Wр грунта в этом случае подразумевают максимальное значение средней влажности грунта в пределах активной зоны земляного полотна, наблюдающееся в наиболее неблагоприятный период года (время, в течение которого грунт активной зоны наиболее увлажнен) хотя бы в одном году за срок между капитальными ремонтами дорожной одежды.

Таблица П.2.2

Поправка к средней влажности

Конструктивное мероприятие	Снижение средней влажности в долях Wт, в дорожно-климатических зонах
	II	III	IV	V
Основания одежды или морозозащитные слои на границе раздела с грунтом земляного полотна из укрепленных материалов и грунтов на основе: крупнообломочного грунта и песка	0,04	0,04	0,03	0,03
супеси	0,05	0,05	0,05	0,04
пылеватых песков и супесей, суглинка, зологрунтов	0,08	0,08	0,06	0,05
Укрепление обочин (не менее, чем на 2/3 их ширины): асфальтобетоном	0,05	0,04	0,03	0,02
щебнем (гравием)	0,02	0,02	0,02	0,02
Дренаж с продольными трубчатыми дренами	0,05	0,03	-	-
Обеспечение безопасного расстояния от уреза застаивающейся воды до бровки земляного полотна	0,03	0,02	-	-
Устройство в земляном полотне гидроизоляционных прослоек из полимерных рулонных материалов	0,05	0,05	0,03	0,03
Устройство теплоизолирующего слоя, предотвращающего промерзание грунта	Снизить на расчетное зимнее влагонакоплеиие
Грунт в активной зоне земляного полотна в «обойме»	Снизить расчетную влажность грунта до оптимального значения
Грунт уплотненный до kупл = 1,03 - 1,05 в слое 0,3 - 0,5 м от низа дорожной одежды	-	0,03 - 0,05	0,03 - 0,05	0,03 - 0,05

Расчетная влажность грунта

]]>                                                     Wp = Wср∙(1 + tСw)                                                   (П.2.1)

где Wср - средняя влажность грунта в долях от Wт (табл. П.2.1); Cw - коэффициент вариации влажности, равный 0,1; t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надежности конструкции дорожной одежды:

Категория дороги                                                    V          IV        III        I - II

Коэффициент t нормированного отклонения     0,25      1,04     1,28      1,64

П.2.10. Модули упругости глинистых грунтов и пылеватых песков существенно зависят от их влажности. Расчетные значения этих характеристик при кратковременном нагружении приведены в табл. П.2.3.

Значения модулей упругости суглинка и глины даны применительно к гидрослюдистому и каолинитовому минералогическому составу глинистых частиц. Характеристики суглинков и глин монтмориллонитового состава при влажности (0,60 - 0,75)Wт, а также некоторых засоленных грунтов следует определять экспериментальными методами. При влажности выше 0,75Wт для этих грунтов должны быть приняты меры по защите их от чрезмерного увлажнения или замене таких грунтов.

Таблица П.2.3

Модули упругости грунта

Грунт	Расчетные значения модулей упругости Егр, МПа, при влажности грунта, доли от Wт
	0,50	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95
Супесь легкая	70	60	56	53	49	45	43	42	41	40
Песок пылеватый	96	90	84	78	72	66	60	54	48	43
Суглинок легкий и тяжелый, глина	108	90	72	50	41	34	29	25	24	23
Супесь пылеватая, суглинок легкий пылеватый	108	90	72	54	46	38	32	27	26	25

П.2.11. Деформационные и прочностные характеристики песков за исключением пылеватых и супеси легкой крупной мало зависят от их влажности (во всяком случае, в интервале до полной влагоемкости) и, следовательно, они мало изменчивы от погодно-климатических условий. Деформационные и прочностные расчетные характеристики таких грунтов при плотности, соответствующей требованиям СНиПа, принимаются по табл. П.2.4.

Таблица П.2.4

Модули упругости песчаных грунтов

Грунт	Егр, МПа
Песок крупный, гравелистый	130
Песок средней крупности	120
Песок мелкий	100
Песок одноразмерный (барханный, дюнный или подобный им)	75
Супесь легкая крупная	65

 

http://www.forumhouse.ru/threads/182472/]]>
]]>http://u24728.netangels.ru/?p=118]]>
]]>http://gskgeo.ru/catalog/izmeriteli_harakteristik_grunta/]]>
]]>http://www.kvalitet-tver.ru/katalog_produktsii/55.html]]>
]]>http://bio-grunt.ru/grunt.html]]>