Clasificarea solurilor în funcție de conținutul de particule de argilă. Clasificarea construcției solurilor. Tipuri de soluri. Loess soluri, loess, loess loams

]: stâncoase (soluri cu legături rigide) și nestâncoase (soluri fără legături rigide).

GOST 25100-95 Soluri. Clasificare

În clasa solurilor stâncoase se disting rocile magmatice, metamorfice și sedimentare, care sunt împărțite în funcție de rezistență, moliciune și solubilitate în conformitate cu Tabelul. 1.4. Solurile stâncoase a căror rezistență în stare saturată cu apă este mai mică de 5 MPa (semi-stâncoase) includ șisturi argiloase, gresii cu ciment argilos, siltstones, noroioase, marne și cretă. Când apa este saturată, rezistența acestor soluri poate scădea de 2-3 ori. În plus, clasa solurilor stâncoase include și solurile stâncoase artificiale - fisurate și nestâncoase fixate în apariția lor naturală.

TABELUL 1.4. CLASIFICAREA SOLURILOR STĂCICE

Aceste soluri sunt împărțite după metoda de consolidare (cimentare, silicatizare, bituminizare, rășinizare, prăjire etc.) și după rezistența lor la compresiune uniaxială după consolidare, la fel ca și solurile stâncoase (vezi Tabelul 1.4).

Solurile nestâncoase sunt împărțite în soluri grosiere, nisipoase, argilo-lutroase, biogene și soluri.

Solurile grosier-clastice includ soluri neconsolidate, în care masa fragmentelor mai mari de 2 mm este de 50% sau mai mult. Solurile nisipoase sunt soluri care conțin mai puțin de 50% particule mai mari de 2 mm și nu au proprietatea de plasticitate (numărul de plasticitate eu r < 1 %).

TABELUL 1.5. CLASIFICAREA SOLURILOR CLASICE GROSIOARE ȘI NIsipoase DUPĂ COMPOZIȚIA GRANULOMETRICĂ

Solurile cu granulație grosieră și nisipoase sunt clasificate în funcție de compoziția lor granulometrică (Tabelul 1.5) și gradul de umiditate (Tabelul 1.6).

TABELUL 1.6. DIVIZIUNEA SOLURILOR CLASTICE GRUPIOARE ŞI NISPIOASE DUPĂ GRADUL DE UMIDITATE Sr

Proprietățile solului grosier cu un conținut de agregat nisipos de peste 40% și solului argilos-lutroși de peste 30% sunt determinate de proprietățile agregatului și pot fi stabilite prin testarea agregatului. Cu un conținut de agregat mai mic, proprietățile solului grosier sunt determinate prin testarea solului în ansamblu. La determinarea proprietăților agregatului de nisip se iau în considerare următoarele caracteristici: umiditatea, densitatea, coeficientul de porozitate, iar pentru agregatul de argilă lămoasă, suplimentar numărul de plasticitate și consistența.

Principalul indicator al solurilor nisipoase, care determină rezistența și proprietățile lor de deformare, este densitatea acestora. După densitatea lor, nisipurile sunt împărțite în funcție de coeficientul lor de porozitate e, rezistivitatea solului în timpul sondării statice q cuși rezistența condiționată a solului în timpul sondării dinamice qd(Tabelul 1.7).

Cu un conținut relativ de materie organică de 0,03< eu din≤ 0,1 solurile nisipoase se numesc soluri cu adaos materie organică. În funcție de gradul de salinitate, solurile grosiere și nisipoase sunt împărțite în nesaline și saline. Solurile grosiere sunt clasificate ca fiind saline dacă conținutul total de săruri ușor și moderat solubile (% din masa solului absolut uscat) este egal sau mai mare de:

• - 2% - atunci când conținutul de agregat de nisip este mai mic de 40% sau agregatul de argilă mâloasă este mai mic de 30%;
• - 0,5% - cu un conținut de agregat de nisip de 40% sau mai mult;
• - 5% - cu un conținut de agregat argilos-silt de 30% sau mai mult.

Solurile nisipoase sunt clasificate ca saline dacă conținutul total al acestor săruri este de 0,5% sau mai mult.

Solurile argilo-lutroase sunt împărțite în funcție de numărul de plasticitate Ip(Tabelul 1.8) și prin consistență, caracterizată prin indicele de fluiditate eu L(Tabelul 1.9).

TABELUL 1.7. DIVIZIUNEA SOLURILOR NIsipoase DUPA DENSITATE

TABELUL 1.8. DIVIZIUNEA SOLURILOR LOTO-argilozoare DUPĂ NUMĂRUL PLASTICITĂȚII

Dintre solurile limos-argiloase, este necesar să se distingă solurile de loess și nămolurile. Solurile de loess sunt soluri macroporoase care conțin carbonați de calciu și pot, atunci când sunt înmuiate cu apă, să se lase sub sarcină și să devină ușor înmuiate și erodate. Mâlul este un sediment modern saturat de apă al rezervoarelor, format ca urmare a proceselor microbiologice, având un conținut de umiditate care depășește conținutul de umiditate la limita fluidului și un coeficient de porozitate, ale cărui valori sunt date în tabel. 1.10.

TABELUL 1.9. DIVIZIUNEA SOLURILOR DULY-ARCILLOSE DUPA INDICATORUL DE FLUIDITATE

TABELUL 1.10. DIVIZIUNEA NĂLURILOR PE COEFICIENT DE POROZITATE

Solurile lut-argiloase (lut nisipos, lut și argilă) se numesc soluri cu un amestec de substanțe organice cu un conținut relativ al acestor substanțe de 0,05< eu din≤ 0,1. După gradul de salinitate, luturile nisipoase, luturile și argilele se împart în nelocuite și saline. Solurile saline includ soluri în care conținutul total de săruri ușor și moderat solubile este de 5% sau mai mult.

Dintre solurile argiloase limoase, este necesar să se distingă solurile care prezintă proprietăți nefavorabile specifice atunci când sunt înmuiate: tasare și umflare. Solurile de tasare includ soluri care, sub influența unei sarcini externe sau a propriei greutăți atunci când sunt înmuiate cu apă, dau naștere la sedimentare (subsidență) și, în același timp, la tasarea relativă. ε sl≥ 0,01. Solurile gonflabile includ soluri care, atunci când sunt înmuiate cu apă sau soluții chimice, cresc în volum și, în același timp, se umflă relativ fără încărcare ε sw ≥ 0,04.

O grupă specială a solurilor nestâncoase include solurile caracterizate printr-un conținut semnificativ de materie organică: biogene (lac, mlaștină, aluvionă-mlaștină). Compoziția acestor soluri include soluri turboase, turbe și sapropele. Solurile de turbă includ soluri nisipoase și argilo-lutroase care conțin 10-50% (în greutate) substanțe organice. Când conținutul de materie organică este de 50% sau mai mult, solul se numește turbă. Sapropelele (Tabelul 1.11) sunt nămoluri de apă dulce care conțin mai mult de 10% materie organică și au un coeficient de porozitate, de obicei mai mare de 3, și un indice de fluiditate mai mare de 1.

TABELUL 1.11. DIVIȚIA SAPROPELELOR DUPĂ CONȚINUTUL RELATIV DE MATERIE ORGANICA

Solurile sunt formațiuni naturale care alcătuiesc stratul de suprafață al scoarței terestre și au fertilitate. Solurile sunt împărțite în funcție de compoziția lor granulometrică, în același mod ca solurile cu granulație grosieră și nisipoase, și în funcție de numărul de plasticitate, ca și solurile argilo-lumoasoase.

Solurile artificiale nestâncoase includ soluri compactate în apariția lor naturală prin diverse metode (compactare, laminare, compactare prin vibrații, explozii, drenaj etc.), solurile vrac și aluviale. Aceste soluri sunt împărțite în funcție de compoziția lor și de caracteristicile de stare în același mod ca și solurile naturale nestâncoase.

Solurile stâncoase și nestâncoase care au o temperatură negativă și conțin gheață sunt clasificate ca soluri înghețate, iar dacă au fost înghețate de 3 ani sau mai mult, atunci sunt clasificate ca permafrost.

În articolul anterior „Cum să analizați solul pe un șantier înainte de a selecta și a pune o fundație”, v-am spus ce măsuri trebuie luate pentru a analiza solul de pe parcela dumneavoastră. Să ne concentrăm încă o dată pe faptul că Mereuînainte de a construi fundația (indiferent ce intenționați să construiți: cu unul, două sau trei etaje o casă privată), este necesar să se determine tipurile de sol, caracteristicile acestuia și, de asemenea, să se facă calcule pentru posibilele sarcini pe care le poate rezista fundația.

Este mai bine dacă comandați servicii de inginerie și geologie, dar dacă condițiile sau oportunitatea financiară nu vă permit, atunci macar studiați singur solul și efectuați calcule minime.

În acest articol ne vom uita la ce este solul, ce tipuri de sol sunt determinate de codurile de construcție și ce tipuri de sol se încadrează în categoria " ghinion".

Compoziția și structura solului

Înainte de a analiza tipurile de sol, trebuie să înțelegeți ce este solul și compoziția sa de bază pentru a înțelege mai bine structura și proprietățile acestuia în viitor. Minunatul manual al lui S. A. Pyankov „Mecanica solului”, precum și GOST, ne vor ajuta să explicăm acest lucru.

Tipuri de sol conform GOST 25100-2011

Toate solurile pot fi clasificate în funcție de compoziția lor granulometrică în:

1. Stâncos
2. Dispersat
3. Înghețat, nu le vom lua în considerare în acest articol.

Să simplificăm clasificarea complexă și detaliată dată mai sus:

1. Cel mai durabilși capabil să suporte sarcini mari - rocă (calcar - dar nu toate, și nu cu nivel inalt ape, precum și granit, șisturi), nu se găsesc des, cele dispersate sunt mai frecvente. Solurile stâncoase nu se umflă și nu se lasă.
2. Solurile dispersate. Suntem interesați de următoarele tipuri de soluri: soluri grosiere (de exemplu, bolovani, moloz, pietricele), argilos, lut, lut nisipos, nisip, nămol, nisip, turbă, nisip mâlos, soluri loess.

Conform clasificării distribuției mărimii particulelor din tabelul de mai jos, este ușor de determinat dimensiunea particulelor.

Dacă dintr-un motiv oarecare nu puteți lua mostre de sol la laborator (de exemplu, nu există un laborator în orașul dvs.), atunci fără un laborator, ca să spunem așa „pe teren”, solul poate fi diagnosticat conform descrierii din următorul tabel:

Un alt mod popular de a determina tipul de sol în câmp este „rularea cârnaților” în stare umedă. Desigur, puteți determina vizual piatra zdrobită sau turba, această metodă este potrivită pentru tipurile de sol care conțin argilă. Udați proba de sol cu ​​apă și încercați să rostogoliți flagelul cu palmele. Determinați tipul în funcție de caracteristicile sale.

Pentru a vă face o idee despre cum arată lut, lut nisipos, sol argilos și solul nisipos, iată următoarea imagine:

Există câteva modalități prin care puteți determina tipurile de sol, compoziția lor granulometrică, precum și unele dintre caracteristicile acestora, cum ar fi densitatea, umiditatea, dar pentru aceasta va trebui să efectuați experimente (pe care, de altfel, le-am fi nu vă sfătuiesc să efectuați pe cont propriu, este mai ușor să contactați laboratorul și să faceți ceea ce vă pricepeți, oferind experimente de laborator specialiști care pot măsura proprietățile fizice ale solurilor, compoziția lor cel mai precis, fără erori mari).

Soluri problematice, complexe

Dacă ești proprietarul ghinionist al unor astfel de soluri pe site-ul tău, fii atent și vigilent, gândește-te de multe ori înainte de a construi, sau mai bine zis, consultă-te cu un specialist și asigură-te că faci o analiză de sol pe site-ul tău, dacă nu ai făcut-o deja asa de.

În continuare, ne vom uita la cum arată anumite tipuri de sol și ne vom uita la principalele lor caracteristici. Nu vom vorbi despre bolovani, pietricele sau piatră zdrobită, pe care l-ați văzut de multe ori;

Să vorbim despre alte tipuri, care sunt adesea problematice, pierzându-și rezistența sub influențe externe, de exemplu, fiind saturate cu apă, sau combinarea cu alte soluri și impuritățile lor.

Astfel de soluri - soluri instabile structural, adică schimbându-le structura sub influente externe, soluri de tasare.

• Înghețat și permafrost
• Solurile carstice
• Solurile de loess
• Solurile organominerale și organice
• Umflătură
• În vrac
• Sărat

Înghețat și permafrost

Solurile înghețate au temperaturi sub zero și conțin particule de gheață într-o formă sau alta. După ce au fost în stare înghețată timp de 3 ani sau mai mult, astfel de soluri dobândesc deja proprietățile solurilor de permafrost.

În stare înghețată, solurile înghețate și permafrost sunt foarte puternice și nu sunt supuse deformării, deoarece structurile criogenice care le unesc cresc rezistența inițială.

În timpul procesului de topire, structura și proprietățile fizice și mecanice se schimbă complet și apar deformații grave. Unele soluri devin chiar lichide după dezghețare.

Caracteristica principală a întregii clase de soluri înghețate este tasarea în timpul dezghețului, când are loc o reducere la scară largă a volumului solului. Solurile permafrost sunt un tip de sol destul de problematic pentru proiectare și construcție.

Ce fond de ten sa aleg? Acest lucru poate fi determinat numai după determinarea tuturor caracteristicilor de deformare-rezistență calculate necesare în timpul testelor de laborator.

• Prima opțiune este păstrarea structurii legăturilor criogenice - starea înghețată atât în ​​timpul construcției, cât și în timpul funcționării ulterioare. Conservarea permafrostului din sol se menține prin organizarea de etaje reci, subterane reci ventilate cu canale ventilate. În acest caz, determinăm adâncimea minimă a fundației conform SNiP 2.02.04-88:

• A doua opțiune este să pregătiți structura pentru aşezare inegală. Puteți înlocui solul instabil cu nisip neplantat sau pământ grosier. Puteți, de asemenea, despre perforați fundația pe un strat mai durabil, apoi puteți utiliza soluri de permafrost în stare dezghețată sau dezghețată. Acest lucru este posibil numai dacă masa de sol conține soluri puternice care nu se deformează ușor în timpul procesului de dezghețare.

Adâncirea fundației în acest caz se realizează pe bază adâncimea estimată a înghețului sezonier al soluluid fși nivelul apei subterane care se formează în timpul procesului de dezghețare.

Este necesar să se dezvolte zone pe teren de permafrost folosind doar una dintre opțiuni, și nu astfel încât vecinul să aleagă primul etaj rece, iar tu să alegi grămezi.

Este de remarcat faptul că piloții folosiți pe scară largă în construcția nordică sunt, de asemenea, supuși unor efecte negative: presiunea apei atunci când solul îngheață; chimic. agresivitatea apei stratului dezghețat; apariția fisurilor datorate deformațiilor de temperatură.

Calcare

Calcarele, ca și alte soluri din grupul rocilor carbonatice sedimentare stâncoase, sunt puternice când sunt uscate, dar când sunt umede cu apa subterană își pierd rezistența.

Există calcare inițial cu densitate scăzută și „porozitate” largă - roci de coajă, există un alt soi mult mai dens, cu porozitate scăzută. Puterea celui dintâi este de sute de ori mai mică decât cea a celui din urmă.

Una dintre soiurile de sol calcaros este marnă, care este un amestec de calcar și argilă.

O bază de calcar (apropo, același lucru este valabil și pentru dolomit și cretă) este destul de periculoasă pentru construirea unei fundații, deși ar părea a fi un sol stâncos. Acolo unde un strat de calcar este ușor accesibil apei, se poate forma o dolină uriașă în timp, deoarece calcarul este susceptibil la eroziune. Calcarele îi aparțin roci carstice(precum și gipsul, dolomita) sunt roci care se pot dizolva atunci când sunt spălate de apele de suprafață și subterane. Ca urmare, poate apărea o defecțiune carstică:

Dacă pe amplasament există un strat de calcar, este necesar să se determine porozitatea acestuia și să se ia în considerare drenarea apei de suprafață. Într-un caz atât de nefavorabil, mulți recurg la folosirea unei fundații pe grămadă. Vă sfătuim să nu improvizați, cea mai bună opțiune veti avea o consultatie cu bun specialist geolog, sunt necesare studii inginerești în acest caz.

Loess soluri, loess, loess loams

Este imposibil de spus cu certitudine cum au apărut astfel de soluri oamenii de știință încă se ceartă despre acest lucru. Rocilor de loess îi aparțin soluri instabile structural (dar nu toate sunt subsidență).

Acest tip este foarte comun pe teritorii mari din Rusia, Ucraina și Europa și mai mult de 80% din teritoriul Ucrainei este ocupat de loess. Apariția acestui tip de sol este de obicei localizată imediat sub acoperirea solului, în straturile superioare.

Solurile de loess sunt de obicei galben deschis sau maro deschis (numit și căpriu), sau chiar galben-maronie.

Solurile de loess conțin mai mult aer decât particulele solide, conțin mulți macropori și porozitate de până la 60%. Mai mult de 60 la sută din particule sunt praf fin, de asemenea, conține argilă și, într-o măsură mai mică, nisip.

În imaginile de mai jos se poate observa prezența „canelurilor”, venelor sau tubulilor verticale, caracteristice rocilor de loess. Astfel de macropori sub formă de tuburi ating un diametru de până la 3 mm.

Există loess tipic și loess loam. Loess-ul conțin mai multă argilă decât loessul obișnuit și sunt de culoare mai închisă, uneori maro-roșcat. Loess-ul este mai puțin poros și, prin urmare, mai dens și mai puțin predispus la tasare.

În starea lor normală, depozitele de loess sunt foarte puternice și pot rezista la sarcini grele, dar atunci când sunt umezite, rezistența se pierde, iar din sarcină apar deformații suplimentare de subsidență - atât exterioare, cât și din propria greutate.

Pentru a determina gradul de tasare a loessului se compactează sub presiune în laborator și apoi se înmoaie.

Soluri organominerale și organice - turbă, turbă, sapropele

Turbăriile sunt comune în regiunea Moscovei, în est și nord-est. Ele aparțin solurilor slabe, cu rezistență inerentă scăzută.

Solul turboasă diferă de turbă în procentul de conținut de materie organică - un conținut de peste 50% de materie organică indică turbă, iar un conținut de 10 până la 50% de reziduuri organice indică faptul că acesta este un sol turboasă, bazat pe sol nisipos sau argilos. .

Ce caracteristici sunt inerente turbării și solurilor turboase?

• Saturație mare în apă
• Compresibilitate puternică
• Sedimentare, curge încet
• Variabilitatea caracteristicilor sub sarcini
• Apa subterană este un mediu foarte agresiv în raport cu structurile clădirilor.

Pe lângă gradarea în funcție de conținutul cantitativ de turbă, solurile organominerale și organice sunt împărțite în:

• Deschis, situat aproape de suprafata;
• îngropat, situate sub formă de straturi sau lentile adânci în grosime;
• Îngropat artificial

De asemenea, important este gradul de descompunere a solurilor de turbă - gradul de descompunere a reziduurilor de plante constitutive - humus.

Este foarte important să se evalueze natura apariției rocilor care conțin turbă:

Așternutul, care conține turbă și soluri turboase, este una dintre cele mai proaste fundații, deoarece duce la deformări și tasări ulterioare.

Sapropel- rocă cu nămol și în același timp turbă, cu un procent de substanțe organice mai mare de 10%. Coeficientul de porozitate al sapropelului este în regiunea e> 3 este caracterizat printr-o consistență fluid-plastică sau fluidă.

Este imposibil să construiți o fundație sprijinindu-l direct pe soluri puternic turboase, turbă, sapropele și nămol.

Măsurile de întărire a solurilor organice și organice-minerale instabile sunt descrise în SP 22.13330.2011 secțiunea 6.4 „Soluri organominerale și organice”.

Activitățile includ înlocuirea solului instabil cu nisip și pietriș cu granulație medie sau grosieră (care pot fi foarte costisitoare, de exemplu, din cauza grosimii mari a stratului de turbă), și puteți recurge și la construirea unei fundații de piloți cu grămezi. odihnindu-se pe un strat de sol cu ​​caracteristici de rezistenta ridicata.

Nu trebuie să uităm că în solurile organice există foarte mediu agresiv pentru beton și metal, de aceea nu este de dorit să se folosească piloți de oțel trebuie avut grijă să izolați piloții pentru a prelungi durata de viață a structurii.

Umflătură

Astfel de soluri includ unele tipuri de soluri care conțin argilă. Solurile umflate tind să crească în volum atunci când sunt în contact cu apa și, de asemenea, tind să se micșoreze când sunt uscate. Conținutul de umiditate la punctul de curgere, precum și numărul de plasticitate al unor astfel de soluri, sunt foarte mari;< влажности на границе раскатывания. Пески и супеси не подвержены набуханию практически, зато суглинки и глины подвержены этому свойству пропорционально содержанию в них частиц глины.

Pericolul unor astfel de soluri este ca orice modificare a nivelului apei subterane va provoca umflarea si tasarea ulterioara a solului din cauza scaderii volumului solului dupa uscare.

Gradul de umflare posibilă este determinat în timpul testelor de compresie de laborator.

Citiți mai multe despre umflarea solurilor, caracteristicile de proiectare și deformațiile bazei datorate contracției și umflăturilor în secțiunea 6.2 „Umflarea solurilor” din SP 22.13330.2011. Există, de asemenea, o formulă pentru calcularea creșterii bazei ca urmare a umflăturii.

Ce măsuri sunt luate pentru a preveni contracția solului de sub fundație?

• drenaj și drenaj bun;
• preînmuiere;
• montaj de perne de nisip;
• înlocuirea totală sau parțială a solului umflat;
• tăierea solului umflat, sprijinirea fundației pe un strat mai sigur de sol (dacă stratul de sol umflat nu depășește 12 m).

Argilă slab saturată cu apă

Acest grup este reprezentat de nămol, sapropel și soluri argiloase în stare fluidă sau fluido-plastică. Proprietățile caracteristice ale acestui tip de sol complex sunt:

• saturație mare a apei: umiditate de la 0,8, mai mult de 80% din pori umpluți cu apă;
  
• Unghi de frecare interioară 3°-14°, aderență 0-0,02 MPa
  
• grosime frecventă mare a stratului saturat de apă - până la 20 m;
• compresibilitate ridicată a solului și rezistență scăzută;
• Așezările calculate ale structurilor diferă uneori semnificativ de așezările reale, reale.
• aşezare neuniformă şi foarte mare a fundaţiei construite pe sol saturat de apă.

Am descris și am arătat sapropel puțin mai sus, vom da doar proprietățile sale fizice:

IL- sol organomineral, care contine >3% materie organica si >30% particule fine mai mici de 0,01 mm, cu consistenta fluida IL> 1, coeficient de porozitate e ≥ 0,9.

Ce tipuri de fundații sunt folosite în construcții?

• fundații de piloți din piloți de beton armat,
• perne de nisip,
• drenuri (grămezi de nisip),
• grămezi de var,
• fante de drenaj

Este de remarcat faptul că există procesul de înfundare cu nisip (pătrunderea naturală a particulelor mici, în special argilă și particule de praf, în porii și fisurile fundațiilor) la construirea de perne și grămezi de nisip, care în timp reduce stabilitatea și rezistența fundațiilor.

În vrac

Solurile în vrac aparțin așa-numitelor soluri tehnogenice, particularitatea lor este că au o structură perturbată.

Principalele lor caracteristici includ:

• compresibilitatea neuniformă și, în consecință, deformări ulterioare, în special datorită sarcinilor de vibrație și înmuiere;
• autocompactarea treptată

Solurile în vrac se pot autocompacta, durata acestui proces variază, în funcție de tipul de terasament. Perioada aproximativă de autoetanșare este dată în SP:

Nivelul de rezistență al solurilor în vrac este crescut prin compactarea lor în diferite moduri:

• tamponare, rulare, compactare prin vibrații hidraulice
• instalarea pernelor de sol
• tăierea fundației prin grămadă
• chimic, de exemplu, silicatizarea

Sărat

Solurile saline din Rusia sunt distribuite pe aproximativ 10 la sută din întregul teritoriu, în principalîn Crimeea, Caucaz, precum și în Ținutul Siberian de Vest.

Citat din SP 22.13330.2011: „Gradul de salinitate a solului Dsal, % - raportul dintre masa compușilor solubili în apă lei în sol la o masă de sol absolut uscat”.

Solurile saline sunt supuse scurgerii atunci când apa este filtrată. Apa dizolvă sărurile, crescând porozitatea. Bazele solului sunt în cele din urmă supuse sedimentării prin sufuzie. Când solurile sărate sunt umezite, proprietățile lor fizice și mecanice se modifică: densitatea, rezistența, deformabilitatea și permeabilitatea apei. În plus, un alt pericol al solurilor sărate este agresivitatea apei cu săruri dizolvate în eala materiale de constructii, beton.

Solurile saline în stare de înmuiat pot fi umflate sau diminuate. Încredințați specialiștilor toate calculele pentru solurile sărate.

Indiferent cât de dificil ar fi solul pe site-ul tău, tehnologii moderne construcția vă poate oferi o structură durabilă pe orice fundație. Dar numai cu condiția unui studiu ingineresc-geologic complet și a efectuării tuturor calculelor necesare pe baza acestui studiu. Având cunoștințe despre structura viitoare, puteți face o alegere fezabilă din punct de vedere economic a unei fundații potrivite din toate punctele de vedere, care să nu provoace fisuri și deformări, care abundă atât de des în fotografiile clădirilor proiectate incorect pe forumuri.

Determinarea caracteristicilor solului de pe șantier ajută la selectarea corectă a tipului de porțiune de susținere a clădirii. Este important să ne amintim că nu fundațiile susțin casa, ci fundația de sub ele (adică solul). Structurile portante transferă doar sarcina de la elementele de deasupra lor. Pentru a selecta fundațiile, trebuie să vă familiarizați cu clasificarea solurilor în grupuri în construcții, în funcție de diferite caracteristici.

Împărțirea solurilor în tipuri se realizează pe baza GOST 25100-2011. Acest document prezintă un numar mare de tabele luând în considerare diferite caracteristici.

Pentru a determina tipul de sol, se efectuează cercetări geologice. În această etapă, este necesar să se studieze cele mai importante proprietăți ale bazei:

• putere;
• conectivitate;
• permeabilitatea apei;
• gradul de înălțare.

De asemenea, va trebui să aflați saturația cu apă a solului și locația nivelului apei subterane. Studiile geologice pentru obiecte mari sunt efectuate de profesioniști; caracteristicile exacte ale solului sunt determinate în procesul de cercetare de laborator. Pentru construcții private, sondajele pot fi efectuate manual. În acest caz, tipul de sol este determinat „de ochi”.

Conform GOST 25100-2011, toate bazele sunt împărțite în trei clase mari: stâncoase, dispersate și înghețate. Uneori, speciile formate ca urmare a activității umane sunt clasificate într-o categorie separată - tehnogene.

Toate tipurile de fundații pot fi înghețate. Conectivitatea dintre particule este asigurată nu numai de forțele structurale, ci și de legăturile criogenice (gheață). Rezistența unor astfel de soluri este mare, dar numai în stare înghețată.

Stâncos

Solurile stâncoase sunt un masiv foarte puternic, cu conexiuni structurale rigide. Bazele pot avea origini diferite, precum și caracteristici fizice și mecanice. Astfel de specii sunt destul de rare sunt reprezentate în principal de următoarele soluri:

• granit;
• cuarțit;
• marmură;
• bazalt;
• Gresie;
• calcar;
• gips;
• ardezie.

Solurile stâncoase nu se comprimă bine și nu formează goluri sau crăpături. Un astfel de sol este varianta ideala pentru construirea fundaţiilor neîngropate. Practic, nu se deformează, deci nu există șansa de așezări inegale, care sunt periculoase pentru clădiri și duc la apariția de fisuri înclinate pe pereți. În funcție de rezistență, solurile stâncoase pot fi:

• foarte puternic, puternic, de rezistență medie și de rezistență scăzută (rocă);
• rezistență scăzută, rezistență scăzută și rezistență foarte scăzută (semi-rocă).

Dispersat

Aceste tipuri de baze sunt cele mai comune. Legăturile dintre particulele de sol de aici pot fi mecanice sau apă-coloidale. Acestea din urmă sunt furnizate prin interacțiunea particulelor de sol și a apei. Aproape toate aceste soluri sunt de origine sedimentară.

Tabelul arată împărțirea solurilor dispersate în grupuri și subgrupe.

Clasificarea solurilor după gradul de înălțare

Înghețul este unul dintre cele mai multe problemele actuale la construirea în regiuni reci în care temperaturile de iarnă scad sub zero. Acest fenomen este cauzat de efectul simultan al umezelii și al frigului asupra solului. În acest caz, baza crește în dimensiune și pune presiune pe baza și suprafața laterală a fundațiilor.

Pentru a evita consecințele negative, este important să luați măsuri în timp util pentru a combate avântul. Pentru a face acest lucru, înainte de a începe construcția, va trebui să determinați din care grup aparțin tipurile de sol situate pe șantier pentru casă.

Tabelul de mai jos se bazează pe GOST 25100-2011 și SP 243.1326000.2015 (Anexa A). Descrie solurile și tendința lor de a provoca forțe de îngheț.

Numerele din tipul de teren în funcție de natura umidității solului sunt determinate conform SP 34.13330.2012 (Anexa B) și înseamnă:

• 1 - în prezența eliminării umidității de suprafață din clădire și a unei locații adânci a nivelului apei subterane (GWL);
• 2 - în absența eliminării umidității de la suprafață și a amplasării profunde a sistemului de alimentare cu apă;
• 3 - în absența îndepărtării umidității de la suprafață și a unei poziții ridicate a sistemului de alimentare cu apă-apă.

Pietriș (rotunjit) și piatră zdrobită (cu margini ascuțite).

În timpul construcției, este important să ne amintim că nu există soluri absolut care nu se ridică. Ușurarea nu apare din cauza bazei, ci din cauza umidității și a temperaturilor negative. Orice sol în timpul iernii cu apă în el poate pune presiune asupra fundațiilor. Grupul bazelor care nu se ridică condiționat le include pe cele care extrem de rar duc la apariția unui fenomen periculos. În aceste cazuri, de cele mai multe ori nu sunt prevăzute măsuri speciale pentru protejarea structurilor clădirilor împotriva înghețului.

Măsurile de prevenire a forțelor de îngheț includ hidroizolarea, izolarea, drenajul, zona oarbă izolată și instalarea canalizării pluviale. Aceste măsuri sunt furnizate într-un complex pentru toate tipurile de soluri zgomotoase:

• ușor umflat;
• opintire;
• puternic umflat;
• umflat excesiv.

Cum se determină grupa de sol în timpul construcției

În timpul construcției private, în loc de studii geologice cu drepturi depline, lucrate manual. Există două metode:

• extrase de gropi;
• foraj manual.

Extracte de gropi pentru examinarea vizuală a solului.

Straturile de sol sunt studiate vizual. Pentru a clarifica modul de a determina vizual ce tip de sol este pe șantier, se recomandă să vă familiarizați cu tabelul de mai jos.

Caracteristicile de rezistență ale solurilor

Etapa finală a cercetării geologice (atât de laborator, cât și simplificată) ar trebui să fie rezistența solului de pe amplasament. Acesta va determina dimensiunile geometrice ale fundației și materialele utilizate pentru fabricație (de exemplu, armături pentru structuri din beton armat).

În funcție de ce tipuri de sol se află pe șantier, capacitatea portantă a fundației se modifică. Pentru calcule, cel mai adesea aveți nevoie de o valoare care să indice sarcina maximă în kg pe 1 cm2 de suprafață. Clasificarea solurilor după rezistență este dată în tabel.

Dacă determinați corect ce tipuri de sol se află pe șantier, alegeți dimensiunile geometrice ale fundației și designul acestora în funcție de proprietățile fundației, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la durabilitatea și fiabilitatea clădirii.

Soluri stâncoase, dispersate, înghețate și create de om.

Solurile stâncoase sunt structuri cu legături cristaline rigide (granit, calcar). Clasa cuprinde două grupe de soluri: 1) stâncoase, care cuprinde trei subgrupe de roci - magmatice, metamorfice, sedimentare cimentate și chimiogene 2) semi-stâncoase sub formă de două subgrupe - revărsare magmatică și roci sedimentare precum marna și gipsul. Împărțirea acestei clase în tipuri se bazează pe caracteristicile compoziției minerale, de exemplu, tip silicat - gneisuri, granite, tip carbonat - marmură, calcare chimiogene. Împărțirea ulterioară a solurilor în soiuri se realizează în funcție de proprietăți: în funcție de rezistență - granitul este foarte puternic, tuful vulcanic este mai puțin durabil; În ceea ce privește solubilitatea în apă, cuarțitul este foarte rezistent la apă, calcarul nu este rezistent la apă.

Solurile înghețate au conexiuni structurale criogenice, de exemplu. Gheața este cimentul solurilor. Clasa include aproape toate solurile stâncoase, semi-stâncoase și coezive situate în condiții de temperatură negativă. La aceste trei grupe se adaugă un grup de soluri înghețate sub formă de gheață supraterană și subterană. Varietățile de soluri înghețate sunt evaluate prin structuri înghețate (criogenice), proprietăți de salinitate, temperatură și rezistență etc.

Solurile tehnogenice sunt, pe de o parte, roci naturale - stâncoase, dispersate, înghețate, care au fost supuse influenței fizice sau fizico-chimice, iar pe de altă parte, formațiuni minerale și organominerale artificiale formate în procesul cotidian și industrial uman. activitate. Spre deosebire de alte clase, această clasă este mai întâi împărțită în trei subclase, iar după aceea fiecare subclasă, la rândul ei, este împărțită în grupuri, subgrupe, tipuri, tipuri și varietăți de soluri. Soiurile de soluri tehnogenice se disting pe baza proprietăților specifice.

INGINERIA - CARACTERISTICI GEOLOGICE ALE SOLURILOR STICI.

Solurile stâncoase sunt structuri cu legături cristaline rigide (granit, calcar). două subgrupe - roci magmatice eruptive și sedimentare precum marna și gipsul. Împărțirea acestei clase în tipuri se bazează pe caracteristicile mineralelor compoziţie, de exemplu, de tip silicat - gneisuri, granite, carbonat - marmură, calcare chimice. Împărțirea ulterioară a solurilor în soiuri se realizează în funcție de proprietăți: din punct de vedere al puterii- granitul este foarte rezistent, tuful vulcanic este mai putin rezistent; prin solubilitateîn apă – cuarțitul este foarte rezistent la apă, calcarul nu este rezistent la apă.

Clasa de soluri stâncoase include un grup de soluri stâncoase și semi-stâncoase și combină roci magmatice, metamorfice și sedimentare. Pe câmpii, solurile stâncoase sunt de obicei situate la o anumită adâncime sub grosimea rocilor sedimentare, acestea ajung rar la suprafața pământului. Aceste soluri sunt dezvoltate pe scară largă în regiunile muntoase, unde sunt situate pe suprafața scoarței terestre. Solurile stâncoase sunt monolitice, sunt în stare densă și au rezistență ridicată datorită legăturilor structurale cristaline. Partea superioară a masivelor, în contact cu atmosfera, este de obicei distrusă din cauza efectelor procesului de intemperii. Această zonă distrusă se numește crustă de intemperii și se caracterizează prin dimensiune k - gradul de intemperii, care este determinată prin compararea densității solului stâncos afectat de intemperii cu partea „părinte (neintemperie) a masei de rocă.

Solurile stâncoase, datorită amplasării lor adânci în scoarța terestră, servesc rareori drept fundație a structurilor. Când se întâmplă acest lucru, este mai bine să așezați obiectul pe piatra-mamă, adică. fundațiile trebuie să taie prin crusta de intemperii. Fundațiile pot fi, de asemenea, sprijinite pe crusta de intemperii, dar pentru a face acest lucru trebuie să fie consolidate printr-o metodă tehnică de recuperare a solului.

La ridicarea unei structuri pe soluri stâncoase, ar trebui să se țină seama de: a) solurile stâncoase sub sarcini mici, de exemplu din clădirile civile, practic nu se comprimă, dar sub influența unor încărcări foarte mari și pot prezenta o perioadă lungă de timp reologică. proprietăți;

b) pentru solurile stâncoase capabile să se dizolve în apă este necesar să se stabilească gradul de solubilitate : Solubil cu moderație- calcare, dolomite, conglomerate calcaroase si gresii; moderat solubil- gips, anhidrit ; usor solubil- sare gema.

c) rezistenţa solurilor stâncoase variază foarte mult şi depinde dacă aceste roci sunt sub formă de monolit sau sunt fracturate. Fracturile reduc rezistența rocilor. Prezența micilor, în special a biotitului, duce la o scădere a rezistenței tuturor rocilor magmatice. Bazalții se caracterizează prin densitate mare (până la 3-3,3 g/cm) și rezistență RCu până la 300-350 MPa. Cu toate acestea, puterea scade brusc în bazalții cu o textură spumoasă, a căror porozitate poate fi de până la 50%.

PROPRIETĂȚI FIZICE ȘI MECANICE ALE SOLURILOR DE ROCĂ.

APA - PROPRIETĂȚI FIZICE.

Rocile stâncoase au porozitate totală scăzută (sub 5%), rocile semi-stâncoase au porozitate medie (5-20%) sau chiar mare (mai mult de 20%).

Fractură poate fi caracterizată ca porozitate suplimentară care apare în roci ca urmare a mișcărilor tectonice și a proceselor exogene (intemperii)

Rezistența, stabilitatea și permeabilitatea la apă a fundației viitoarei structuri depind în mare măsură de dimensiunea, densitatea, direcția, natura și tipul genetic al fisurilor.

Rocile stâncoase, de regulă, nu absorb umezeala, iar cele semi-stâncoase absorb apă slab și moderat. Rocile cu umiditate intensivă sunt mai susceptibile la intemperii și înmuiere ale înghețului.

Absorbtia apei - pentru roci cristaline dense mai puțin de 1%; pentru roci fracturate, tufoase, poroase și semiroci se poate exprima în zeci de procente.

Saturația apei (forțată) – capacitatea rocilor de a absorbi apa la o presiune în exces de 15-20 MPa sau în vid. Cu cât este mai mare coeficientul de saturație a apei, cu atât este mai mare proporția de pori liberi în rocă și cu atât roca este mai ușor saturată cu apă, filtrează și este distrusă ca urmare a intemperiilor de îngheț.

Pentru roci, filtrarea, mișcarea apei prin rocă, este posibilă doar prin fisuri. Pentru alte roci dure, filtrarea depinde de prezența și dimensiunea tuturor tipurilor de goluri deschise: pori mari, caverne, goluri carstice, pasaje de sufuzie.

Sub rezistență la apă este necesar să se înțeleagă capacitatea rocilor solide de a menține rezistența mecanică, stabilitatea și integritatea atunci când interacționează cu apa. Indicatorul rezistenței la apă este coeficient de înmuiereKrz , ținând cont de gradul de reducere a rezistenței mecanice a rocii după saturarea acesteia cu apă.

Rocile care sunt înmuiate includ: Krz mai mici de 0,75, nu pot rezista presiunii asupra lor, sunt capabile să provoace alunecări de teren, prăbușiri pe pante abrupte, pot fi spălate de apă curgătoare (agrelite, marne, calcare, șisturi, roci saline)

PROPRIETĂȚI MECANICE ALE SOLURILOR DE ROCĂ.

Tensiunile care apar sub influența sarcinilor externe aplicate duc la o încălcare a rezistenței și continuității acesteia. În roci, deformațiile sunt elastice. Pe măsură ce tensiunea crește, deformația crește, ceea ce la solicitarea maximă Pmax duce la distrugerea rocii (vezi figura) În acest caz, roca se comportă ca orice corp solid, respectând legea lui Hooke: deformarea relativă este direct proporțională cu solicitarea.

Atunci când rocile semi-stâncoase (marne, cretă) sunt deformate, la început deformarea crește proporțional cu solicitarea, dar după atingerea limitei de proporționalitate Rpr, nu se produce distrugerea, ci strivirea sau așa-numita curgere plastică a roca, care se exprimă prin apariția fisurilor și modificări ale formei probei (vezi Fig. 2)

Această solicitare corespunde limitei de curgere Rt și în unele cazuri deformarea poate crește fără creșterea tensiunii, adică. la Р=const (fluaj). Fenomenul de fluaj caracterizează rezistența stâncii în timp deoarece fluajul se termină în mod necesar cu rezoluția (vezi punctul Рз=Rz) astfel rezistența la rupere a rocilor dure este estimat prin sarcina maximă aplicată unei probe de rocă în momentul distrugerii acesteia (pierderea continuității)

Rz= Pmax\ F

F– suprafață de probă, cm

Rz- rezistenta temporara la compresiune sau la tractiune, MPA

Rezistența rocilor este influențată de: compoziția minerală, natura legăturilor interne, fracturarea, gradul de intemperii, gradul de înmuiere. Rocile înmuiate au cea mai mică rezistență.

Indicatorii deformabilității rocilor solide includ:

Modulul de elasticitate Еу și modulul de deformare generală Ео determinați amploarea tensiunilor care au determinat o singură deformare relativă a rocii ca urmare a aplicării unei sarcini externe.

Raportul lui Poisson (deformare laterală) determină măsura în care volumul solului se modifică în timpul deformării și depinde de compoziția mineralogică a solului, porozitate și fracturare.

Coeficientul de presiune lateral(coeficientul de tracțiune) ia în considerare o parte din sarcina verticală transmisă laturilor.

INGINERIE - CARACTERISTICI GEOLOGICE ALE SOLURILOR DISPERSE.

Solurile dispersate. Această clasă include numai roci sedimentare. Clasa este împărțită în două grupe - soluri coezive și necoezive. Aceste soluri sunt caracterizate prin legături structurale mecanice și apă-coloidale. Solurile coezive sunt împărțite în trei tipuri - minerale (formațiuni argiloase), organo-minerale (nămoluri, sapropele) și organice (turbă). Solurile necoezive sunt reprezentate de nisipuri și roci grosiere (pietriș, piatră zdrobită) se bazează pe densitate, salinitate, distribuția dimensiunii particulelor și alți indicatori.

Solurile lămoase și nelălmoșioase, argiloase și rocile de loess sunt în majoritatea cazurilor fundațiile structurilor și sunt dispersate, de exemplu. zdrobit, format din particule mici. În solurile dispersate, există o interacțiune strânsă între fazele solidă, lichidă și gazoasă. În funcție de condițiile de existență ale solului, semnificația acestor faze se modifică și în același timp se modifică proprietățile fizice și mecanice ale solurilor.

Pentru solurile coezive, datorită anizotropiei lor, coeficienții de filtrare în direcțiile orizontale și verticale pot diferi semnificativ. Mai ales în solurile care sunt eterogene în structura lor - lut de loess, argile de bandă, turbă. Când se studiază astfel de soluri, este necesar să se determine permeabilitatea lor la apă atât în ​​direcția orizontală, cât și în cea verticală.

Solurile argiloase se caracterizează prin legături apă-coloidale, care asigură coeziune primară în etapele inițiale ale transformării sedimentului argilos în rocă. În etapele ulterioare, apar legăturile de ciment și legătura de întărire corespunzătoare, care transformă treptat roca dintr-un număr de sisteme foarte dispersate în roci, cum ar fi șisturi și pietre de noroi.

Densitatea solurilor argiloase variază de la 2,53 – 2,85 g/cm și depinde de compoziția minerală și de impuritățile organice, precum și de umiditate și gradul de compactare în apariția naturală. Argilele cuaternare de origine marină, fluvială și eoliană au o densitate de 1,6 – 1,85 g/cm; densitatea scheletului este de 1,35 - 1,55 g/cm, iar porozitatea este de 35-45%. Pe lângă aer și apă, porii solurilor argiloase pot conține humus organic. În astfel de cazuri, aceste soluri sunt numite soluri, iar capacitatea lor de umiditate, plasticitatea și compresia sub sarcini cresc.

Apa și cantitatea ei conferă solurilor o serie de proprietăți specifice (caracteristice): plasticitate, lipiciitate, umflare, contracție și înmuiere.

Unghiul de frecare internă și aderență CU depind în mare măsură de starea de umiditate a solului și de porozitate. Astfel, în stare de plastic moale, argilele pot avea un unghi de cel mult 5-10, iar în argilele de plastic dur, 15-35.

Soluri argiloase prăfuite în care există mai multe particule de praf decât cele nisipoase și care au o structură sub-compactată cu legături foarte instabile la apă numit loess. O caracteristică a solurilor de loess este tasarea lor.

Silturile, sapropelele și solurile turboase sunt clasificate ca organominerale soluri. Toate solurile sunt foarte poroase și saturate cu apă. Conțin: 1) particule de nisip-silt-argilă 2) minerale organice 3) apă - în cantități mari . Il – Sediment modern saturat de apă al rezervoarelor, format în prezența proceselor microbiologice, cu conținut de umiditate la limita de fluiditate și un coeficient de porozitate mai mare de 0,9. Silturile se caracterizează prin structuri cu legături de coagulare, caracterizate prin porozitate semnificativă (50-80%), umiditate ridicată, rezistență scăzută, cu tixotropie bine definită și fluaj al scheletului mineral. Permeabilitatea la apă a nămolurilor este foarte scăzută deoarece in porii solului se gasesc gaze de natura biochimica, asa-numitele gaze captate. Proprietățile mecanice ale nămolurilor se caracterizează prin compresibilitatea lor ridicată. Modulul de deformare total al acestora este mai mic de 4 MPa, coeficientul de compresibilitate a = 0,005-0,001 MPa. Rezistența la forfecare a nămolurilor este scăzută, 0,0002-0,0007 MPa. Silturile sunt soluri slabe pe care construcția este posibilă numai prin utilizarea metodelor tehnice de recuperare.

Sapropel- nămol de apă dulce format în timpul auto-descompunerii reziduurilor organice la fundul rezervoarelor stagnante - lacuri. Sapropel, atunci când presiunea este transferată, poate curge de sub fundație sau poate fi împins în lateral dacă presiunea este transmisă printr-un strat de turbă. Sub sarcină dinamică se lichefiază ușor, când este uscată se micșorează și se întărește.

Turbă și soluri turboase- Sunt soluri formate în mlaștini ca urmare a acumulării și descompunerii sedimentelor vegetale și care conțin impurități minerale. Umiditatea absolută a turbei poate ajunge la 800-1000%, ceea ce indică capacitatea sa de umiditate excepțional de mare. Densitatea particulelor este de 1,4-1,8 g/cm, densitatea solului este de 0,7 până la 1,4 g/cm. În stare uscată, turba poate pluti pe suprafața apei, deoarece densitatea solului uscat este de 0,2-0,4 g/cm. Turba are o compresibilitate ridicată, astfel încât capacitatea portantă a turbei este scăzută. Permeabilitatea la apă a turbei depinde de gradul de descompunere a acesteia. Astfel, turba necompusă are un coeficient de filtrare măsurat în metri pe zi, iar turba bine descompusă este practic impermeabilă și Ce faci aproape de Ce faci lut Din punct de vedere ingineresc-geologic, turba sunt soluri slabe, foarte deformabile si neuniform, cu proprietati foarte variabile si nefavorabile constructiilor.

Solurile sunt numite saline care conțin incluziuni de sare în cantitate. Afectarea proprietăților lor fizice și mecanice. Ele se caracterizează prin gradul de salinitate, care, în conformitate cu GOST 25100-95, înseamnă conținutul de săruri ușor și moderat solubile ca procent din masa solului absolut uscat. Sărurile ușor solubile includ cloruri, bicarbonați, carbonat de sodiu, sulfați; până la gips și anhidrit moderat solubile. Prezența sărurilor în sol duce la modificări ale rezistenței, compresibilității, permeabilității apei, înmuiării, umflăturilor, unghiului de repaus și lipiciității acestora. Când apa este saturată și umezită, solurile sărate își pierd rezistența, prezintă deformații suplimentare prin sufuzie, umflături, tasări și cresc agresivitatea apelor subterane. Componentele dizolvate sunt efectuate de apă în cazul mișcării de filtrare, iar în cazul scurgerii obstrucționate trec în soluția de pori. În plus, în rocile de loess, procesele de sufuzie, în special pe versanți, pot duce la formarea de goluri și peșteri. Acest fenomen se numește loess carst, care poate fi exprimat pe suprafața pământului sub formă de sufuzie-doline.

Principalele tipuri de soluri saline sunt mlaștinile sărate - se formează în forme joase de relief cu niveluri subterane apropiate de suprafață; Solontsy– se formează la cote mai mari ale terenului și sunt situate atât la suprafață, cât și în orizonturi mai adânci, takyrs reprezinta zone semnificative de soluri argiloase cu umiditate scazuta, consistenta tare, usor de inmuiat si cu aderenta ridicata.

FENOMENE DE SUDDENȚIE ÎN SOLURI LOESS

Roci de loess ocupă suprafețe mari ale teritoriului rusesc, întinzându-se pe diverse elemente geomorfologice ale suprafeței pământului. O acoperire continuă de roci de loess este situată în regiunile centrale și sudice, în zona joasă a Siberiei de Vest. Rocile de loess sunt absente în câmpiile inundabile ale văilor râurilor și pe terasele râurilor tinere. Formațiunile de loess sunt răspândite pe câmpiile de la poalele și muntele (Ceceucaz, versanții Caucazului de Nord, Câmpia PreAltai, versanții Altaiului etc.).

Grosimea depozitelor de loess variază de la câțiva până la zeci de metri, iar în unele cazuri chiar și mai mult de 100 m (Ciscăucazia de Est). Grosimea cea mai frecventă a depozitelor de loess este de 10-25 m, maxima întâlnindu-se atât pe bazine hidrografice, cât și în depresiunile de relief.

Rocile de loess sunt reprezentate de lut, mai rar lut nisipos. Dintre acestea, se face o distincție între loess (formațiune primară) și loess-like loams (formațiuni primare redepuse). Compoziția lor granulometrică este adesea similară, prin urmare în industria construcțiilor este recomandabil să se folosească denumirea unică „soluri de loess”, împărțindu-le în funcție de compoziția lor granulometrică în lut nisipos, lut și argilă. Uniformitatea este tipică pentru loess. Loess-like argillosi sunt de obicei stratificate și pot conține fragmente din diverse roci.

Solurile de loess sunt de culoare galben-pal, galben-pal sau galben-brun. Ele se caracterizează prin următoarele caracteristici: capacitatea de a menține pantele verticale uscate, înmuiere rapidă în apă, conținut ridicat de praf (conținutul de fracție de 0,05-0,005 mm este mai mare de 50% cu o cantitate mică de particule de argilă), umiditate naturală scăzută (până la 15-17%); structură poroasă (mai mult de 40 %) Cu rețea de pori mari și mici, conținut ridicat de carbonat, salinitate cu săruri ușor solubile în apă.

Umiditatea naturală a solurilor de loess este legată în principal de caracteristicile climatice ale zonelor. În zonele cu umiditate insuficientă, umiditatea nu este mai mare de 10-12 % (Ciscaucazia de Est etc.). În zonele mai umede ajunge la 12-14% sau mai mult.

Straturile de loess se caracterizează prin anizotropie a proprietăților de filtrare. Permeabilitatea verticală la apă a rocilor de loess este adesea de 5-10 ori mai mare decât valorile permeabilității orizontale la apă. Când apa pătrunde în straturile de loess, se formează acumulări de apă cocoțată (sau apă subterană) în formă de cupolă. Această formă de apă subterană este în prezent caracteristică multor zone în care se produc în mod constant scurgeri de apă menajeră industrială (Rostov-pe-Don, Taganrog etc.) Modificările conținutului de umiditate al solurilor de loess afectează în mod serios compresibilitatea, subsidența și rezistența la forfecare a solurilor. .

Printre rocile de loess, în funcție de natura influenței umidității asupra lor, se disting: umflare, nesubsidență, subsidență. Umflătură Rocile de loess sunt rare. De obicei, acestea sunt cele mai dense și cele mai argiloase soiuri cu o fracțiune care conține mai puțin de 0,005 mm de minerale hidrofile, cum ar fi montmorillonitul. Cantitatea de umflare a formațiunilor structurale ajunge la 1-3%, mai rar - 5-7%.

Non-subsidenţă Rocile de loess nu prezintă proprietăți de subsidență atunci când sunt înmuiate și aplicate sarcini. Astfel de roci sunt caracteristice părților joase ale reliefului și zonelor cele mai nordice ale depozitelor de loess. Părțile inferioare ale straturilor de loess și zonele care au suferit anterior udare semnificativă sunt, de asemenea, non-subsidență.

Tadere- un fenomen caracteristic multor roci de loess. În fig. 131 prezintă cel mai tipic caz de structură geologică a straturilor de loess, în partea superioară a cărora se află soluri cu proprietăţi de subsidenţă. Taparea este asociată cu efectul apei asupra structurii rocilor, urmată de distrugerea și compactarea acesteia sub greutatea rocii în sine sau cu presiunea totală a propriei sale greutăți și a greutății obiectului. Compactarea rocilor face ca suprafața solului să se scufunde în zonele în care apa este înmuiată.

Orez. 131.

1- clădire; 2- roci de tasare; 3 - aceeași nesubsidență; 4-apa subterana; 5 - zona în care a apărut drawdown-ul.

Forma coborârii depinde de caracteristicile sursei de înmuiere. Cu surse punctuale (ruperea rețelei de alimentare cu apă, canalizare etc.), se formează depresiuni sub formă de farfurii. Infiltrarea apei prin șanțuri și canale duce la tasarea longitudinală a suprafeței. Sursele de înmuiere din zonă, inclusiv atunci când nivelul apei subterane crește, duc la scăderea suprafeței pe suprafețe mari.

Datorită coborârii suprafeței pământului, clădirile și structurile suferă deformații, a căror natură și dimensiune sunt determinate de mărimea tasării S, (Fig. 133). Cantitatea de tasare a suprafeței (cantitatea de tasare) poate fi diferită și variază de la câțiva la zeci de centimetri, care depinde de caracteristicile de înmuiere a grosimii. De exemplu, în Rostov-pe-Don, tasarea poate fi de 15-20 cm, iar în zona sistemului de irigare Terek-Kuma din Caucazul de Nord - 100-150 cm.

Orez. 133. Deformarea unei clădiri (diagrama) pe soluri de loess ca urmare reduceri: 1- clădire; 2 - sol de loess; S - suma de tragere

Structura solurilor de loess variază ca rezistență (Fig. 134). În unele cazuri, tasarea are loc în principal în zona deformabilă a bazei de la presiunea fundației sau alt tip de încărcare externă, iar tasarea din greutatea proprie a solului este absentă sau nu depășește 5 cm. Astfel de roci sunt clasificate ca tip I tasare. Solurile de tasare de tip II, când tasarea are loc din greutatea proprie a solului stratului de tasare (în principal partea inferioară a acestuia) și valoarea acestuia depășește 5 cm.

Orez. 134. Raportul puterii de tasare Și soluri fără tasare în straturile de loess de tipul I și II: P - soluri de tasare; N- La fel. Non-subsidenţă

Rezistența structurală a solurilor de loess este importantă în manifestarea procesului de tasare. Cu legături structurale slabe și ușor solubile în apă, tasarea are loc în câteva ore, ceea ce este tipic pentru kilogramele de tip I. Structurile de tip I lire sunt în general mai puternice. Pe lângă expunerea prelungită, pe parcursul a mai multor zile, la apă, este necesară o presiune mai mare (greutatea proprie a solului și greutatea clădirii care se află pe acesta) pentru a le distruge. De aici rezultă că procesul de tasare are loc numai la o anumită presiune pentru un sol dat. Această presiune a fost numită tasarea inițialăpresiune (P SL ). Pentru rocile de tip I este de 0,13-0,2 MPa, pentru tipul II -0,08-0,12 MPa. Valoarea presiunii inițiale de tasare determină zonele deformabile din straturile de tasare de loess. În aceste zone are loc compactarea prin tasare a rocilor. În fig. 135 arată unde se formează zone deformabile în roci de tipurile I și II. În primul caz, deformarea de subsidență are loc sub fundația din zonă eu În al doilea caz, cu excepția zonei 1, retragerea are loc în zonă 3, unde se manifestă sub influența propriei greutăți a stâncii. În unele cazuri zona 2 nu există deloc zonă 1 se îmbină cu zona 3 .

Orez. 135. Zone de deformare în roci de subsidenţă de tip I şi II: F - fundaţie; 1 - zona superioara deformabila; 2 - zonă de tranziție; 3 - zona inferioara deformabila; P - roci de tasare; N - la fel, care nu se lasă

Caracteristica cantitativă a tasării este considerată valoarea tasarea relativă a soluluiE sl , care se determină în laborator din probe individuale prelevate din stratul de loess. Probele sunt prelevate prin 1 m sau din diferite straturi de rocă, menținând în același timp structura și umiditatea naturală. Cantitati E sl obţinute din rezultatele testelor de compresie de laborator

Esl = h – h 1 \h 0

Unde h- inaltimea probei cu umiditatea naturala la o presiune data; h 1 - înălțimea probei după cedare ca urmare a înmuiării la aceeași presiune; hO-inaltimea probei de sol la o presiune egala cu cea naturala.

Presiunea de subsidență inițialăRpr - presiunea minima, în care tasarea se manifestă în condiții de saturație completă cu apă a solului. În testele de laborator Rpr acceptați o presiune la care tasarea relativă este egală cu 0,01

Cu valori E S lMai mult 0,01 roca este clasificată ca subsidență. După mărime E SL a probelor individuale determină cantitatea totală de tragere S etc a acestei secvenţe de loess.

În condiţii de câmp valoarea S n.p. determinată prin metoda ștampilei, care este plasată la adâncimea bazei viitoarei fundații și se transferă presiunea necesară și roca este înmuiată. Acest tip de determinare oferă cele mai precise rezultate.

Tipul de condiții de sol (I sau II) se stabilește pe baza unor teste de laborator pe baza valorii calculate. Snp, dar rezultate mai precise pot fi obținute numai în teren prin înmuierea straturilor de loess în gropi experimentale și monitorizarea tasării utilizând repere

Atunci când se determină mărimea deformării de subsidență a solului, nu trebuie să uităm de așezare. Sub greutatea structurii, solul devine oarecum compactat și structura se așează. Cantitatea de precipitații depinde în mare măsură de umiditatea naturală a solului - cu cât umiditatea solului este mai mare, cu atât se comprimă mai mult și cu atât cantitatea de precipitații este mai mare. Subsidența se manifestă ca compactare suplimentară tasării. Astfel, deformarea solului constă în „așezare - tasare”. Pentru condiții specifice, această valoare este de obicei constantă. Relația dintre așezare și subsidență poate varia. În solurile mai uscate, tasarea va scădea și tasarea va crește și invers.

Construcție pe soluri de tasare de loess. ÎNÎntr-o stare de umiditate naturală și structură netulburată, solurile de loess reprezintă o fundație destul de stabilă. Cu toate acestea, potențialul de apariție a tasării, care duce la deformarea structurilor, necesită implementarea diferitelor tipuri de măsuri. Toate evenimentele sunt împărțite în trei grupe:

impermeabil - drenarea apei de suprafață, hidroizolarea suprafeței pământului, eliminarea scurgerilor de apă din sistemul de alimentare cu apă,

structural - adaptarea obiectului la diverse așezări inegale, creșterea rigidității pereților, consolidarea clădirilor cu curele, utilizarea piloților, precum și fundații lărgite care transmit presiunea către sol mai puțin decât P. Solurile subțiri de tasare N sunt tăiate de fundații adânci. , inclusiv grămezi

eliminarea proprietăților de tasare ale rocilor - compactarea suprafeței prin batere, înmuiere prin puțuri, urmată de explozie sub apă.

INGINERIA - CARACTERISTICI GEOLOGICE ALE SOLURILOR COLECTIVE.

Soluri nisipoase compus din fragmente unghiulare și rotunjite de minerale, cu dimensiuni cuprinse între 2 și 0,05 mm. Cea mai mare parte a nisipurilor este formată din cuarț și feldspați. Alte minerale sunt prezente mereu sub formă de impurități - silicați, argilă etc. Nisipurile de la suprafața pământului sunt larg răspândite, atât pe uscat (nisipuri de râu și lac), cât și în mare (nisipuri de mare). Nisipurile de mare ocupă suprafețe mari, au o grosime de mulți metri, sunt cel mai adesea bine sortate în funcție de dimensiunea particulelor și sunt adesea monominerale, de exemplu, pur cuarț. Nisipurile de râu (alluvionare) sunt întotdeauna locale în zona de distribuție, subțiri, poliminerale, nesortate și au adesea un amestec de argilă particuleși humus. Chiar mai diverse în apariția și compoziția lor proluvială(dealuri) nisipuri. Ele sunt de obicei caracterizate prin interstratificarea nisipurilor cu diferite dimensiuni ale particulelor. După forma de apariție, acestea sunt straturi și lentile printre solurile grosiere.

Nisipurile sunt o masă de particule cu legături mecanice. Toate solurile dispersate constau din particule dintr-una sau, cel mai adesea, mai multe fracții. Sub facţiune se referă la un grup de particule de o anumită dimensiune care au unele proprietăți fizice generale destul de constante. Sub compoziție granulometrică se referă la raportul cantitativ al diferitelor fracții din rocile dispersate, adică Compoziția granulometrică arată ce dimensiunea particulelor și în ce cantitate sunt conținute într-o anumită rocă. Determinarea acestuia se efectuează prin metoda sită sau prin elutriare. Conținutul de fracții este exprimat în % față de masa probei uscate. Compoziția granulometrică este reprezentată sub forma unui grafic, din care se poate aprecia omogenitatea rocii în funcție de dimensiunea particulelor. În funcție de dimensiunea particulelor, nisipurile sunt împărțite în pietriș, cu granulație grosieră, cu granulație medie și fină și mâloasă. Proprietățile nisipului sunt influențate nu numai de dimensiunea și compoziția minerală a particulelor, ci și de uniformitatea compoziției lor granulare, de care depind densitatea, compresibilitatea și permeabilitatea la apă.

Porozitatea nisipurilor în liber starea este de aproximativ 47%, iar într-o stare densă - până la 37% - Cu cât nisipul este mai fin, cu atât porozitatea este mai mare, cu atât porii sunt mai mici, prin urmare capacitatea de filtrare a nisipului scade odată cu scăderea dimensiunii particulelor sale. . O compoziție liberă se transformă cu ușurință într-una densă sub saturația apei, vibrații și influențe dinamice. Densitatea nisipurilor este estimată prin valoarea coeficientului de porozitate e: construcție densă (de ex< 0,60), средней плотности и рыхлое (е >0,75). În tabel 22 și 23 prezintă caracteristicile standard ale nisipurilor cuaternare.

Valori standard C, kPa, f, grade șiE, MPa,Nisipuri cuaternare

Fundația este structura părții subterane a clădirii, prin care sarcinile (greutatea) sunt transmise de la structurile de deasupra (pereți, tavane etc. - greutatea proprie) și de la oameni, echipamente, mobilier (așa-numita sarcină utilă - la baza, adică amorsare. Există două tipuri de fundații pentru clădiri - naturale și artificiale.

Solul este considerat fundația naturală, situată sub fundație și având o capacitate portantă care asigură stabilitatea clădirii și precipitații standard acceptabile ca mărime și uniformitate. Orice sol care, prin proprietățile sale, este capabil să servească drept fundație naturală pentru construirea unei structuri necesare pe el se numește continent.

Solul se numește artificial, care nu are suficientă capacitate portantă și care trebuie întărită artificial (prin compactare, reducerea umidității și flotabilitatii sale, aditivi chimici) sau înlocuită.

Designul fundației depinde întotdeauna de natura fundației. În cele mai multe cazuri, pentru căsuțele rezidențiale din țară cu unul până la trei etaje, capacitatea portantă a fundației naturale este suficientă.

Harta înghețului sezonier al solului.(în cm)

Pentru rezistența și durabilitatea casei, pentru a o proteja de tasarea excesivă și deformări, este important să se determine la ce adâncime ar trebui puse fundațiile. Contrar credinței populare, fundațiile nu trebuie să fie întotdeauna masive și profunde și, prin urmare, mai mari și mai costisitoare. Acest lucru depinde în mare măsură de tipul de sol.

Cel mai mare pericol pentru o casă este umflarea de primăvară a solului: golurile și porii din sol sunt umpluți cu apă, care îngheață iarna, iar gheața rezultată, care crește în volum, atunci când straturile superioare ale pământului se dezgheță, se stoarce. fundația în sus, ceea ce duce la precipitații neuniforme, distorsiuni și distrugerea casei.

Umiditatea ridicată combinată cu temperaturile sub zero ale solului este cauza înghețului. Și deoarece, transformându-se în gheață, apa crește în volum cu aproximativ 10%, în adâncimea de îngheț are loc o creștere (încărcare) a straturilor de sol. Solul tinde să împingă fundația din pământ în interior perioada de iarnași, dimpotrivă, „întârzie” când gheața se topește primăvara. Mai mult, acest lucru se întâmplă în mod neuniform de-a lungul perimetrului fundației și poate duce la deformarea acesteia și chiar la apariția unor fisuri, care duc la distrugere. Forțele de umflare pot ridica aproape orice cabană, deși în locuri diferite de pe șantier cu intensitate diferită (aproximativ 120 kN pe 1 m2). Ele pot fi înfrânate numai prin executarea competentă a fundației.

Construcția unei fundații cu o înălțime sub nivelul de îngheț este bine cunoscută. În acest caz, planul său inferior (partea de jos) se sprijină pe straturi de sol care nu îngheață. Dar experiența multor ani de observare a arătat că un astfel de design este eficient doar cu o sarcină de peste 120 kN pe 1 linie liniară. m de fundație bandă, adică pentru clădiri destul de grele din cărămidă și piatră cu 2-3 etaje. Cu pereți ușori din cherestea, cadre de lemn acoperite sau beton spumat, sarcina este de numai 40-100 kN/liniar. m. Aceasta înseamnă că forțele straturilor de sol adiacente care acționează asupra fundației în timpul ridicării pot încă provoca deformarea acesteia, dar din cauza forțelor de frecare. În plus, în cazul caselor luminoase, capacitatea portantă a unei fundații adânci este adesea folosită doar de 10-20%, adică 80-90% din materialele și fondurile investite în lucrări cu ciclu zero sunt irosite.

Toate tipurile de sol sunt de obicei împărțite în două grupuri mari:

• zburarea solurilor;
• solul nu se bate.

Heaving include argilă, nisip mâlos și fin, precum și fragmente grosiere, conținutul de agregat de argilă în care depășește 15%. Solul nisipos, mâlos, cu umiditate ridicată, se numește nisip mișcător și nu este folosit ca fundație din cauza capacității sale portante scăzute. Solurile grosiere cu umplutură nisipoasă, pietrișoase, nisipuri grosiere și medii, care nu conțin fracțiuni de argilă, sunt considerate neheaving la orice nivel al apei subterane (GWL). În cazul construcției pe sol înțepenit, acestea sunt întotdeauna ghidate de adâncimea de îngheț standard (calculată).

Solurile de fundație ale clădirilor și structurilor sunt împărțite în patru grupe principale: stâncoase, grosier-clastice, nisipoase și argiloase.

Solurile stâncoase- roci magmatice, metamorfice si sedimentare cu legaturi rigide intre boabe (topite si cimentate), aparand ca masiv continuu sau fracturat. Dacă solurile sunt stâncoase, atunci sunt puternice, nu se comprimă, sunt impermeabile și rezistente la îngheț (dacă sunt lipsite de crăpături și goluri), nu se erodează și, prin urmare, nu se umflă. Puteți pune o fundație pe ele - un soclu - direct pe o suprafață nivelată. Astfel de soluri pentru cabane sunt foarte rare.

Solurile grosiere- soluri neconsolidate care contin mai mult de 50% din greutate fragmente de roci cristaline si sedimentare cu particule mai mari de 2 mm (piatra sparta, pietricele, pietris, bolovani). Sunt o bază bună dacă se află într-un strat dens și nu sunt supuse eroziunii:

• Pietriș (lemn)– boabele cu dimensiuni variate de la o mazăre la o nucă mică (de la 2 la 40 mm) alcătuiesc mai mult de jumătate din masă. Există o umplutură mai fină între ele. Pietrișul are forme parțial rotunjite, iar resturile au margini ascuțite.
• Pietricele (piatră zdrobită)– boabele mai mari decât o nucă (de la 40 la 100 mm) alcătuiesc mai mult de jumătate din masă. Între ele există umplutură fină. Pietricelele sunt rotunjite, piatra zdrobită are un unghi ascuțit.
• bolovani- dimensiune in diametru mai mare de 100 mm.

Soluri nisipoase- solurile afânate în stare uscată, care conțin mai puțin de 50% din greutate particule mai mari de 2 mm și care nu posedă proprietatea de plasticitate, constau în principal din particule cu o dimensiune a particulelor de 0,05 până la 2 mm și sunt clasificate ca pietrișoase, mari, de dimensiuni medii și prăfuite. Cu cât nisipul este mai grosier și mai pur, cu atât este mai mare sarcina pe care o poate suporta și, cu o grosime suficientă și o densitate uniformă a stratului, oferă o bază bună pentru clădiri.

• Nisip prăfuit seamănă cu praful sau făina tare, cum ar fi făina grosieră, boabele individuale în masă sunt greu de distins (de la 0,005 la 0,05 mm).
• Nisip fin are boabe abia vizibile cu ochiul, nisip de grosimea medie, al cărui gros are boabe de mărimea meiului.
• Nisip grosier are un număr mare de boabe de mărimea hrișcii.

Solurile cu granulație grosieră și nisipoase (cu excepția solurilor mâloase cu o dimensiune a particulelor de 0,05 mm sau mai mult) au o permeabilitate bună, ridicată la apă și, prin urmare, nu se umflă atunci când sunt înghețate. În acest sens, indiferent de nivelul apelor subterane de iarnă și de adâncimea înghețului, fundațiile pentru soluri nisipoase și grosiere care nu se ridică ar trebui puse la o adâncime mică, dar nu mai puțin de 0,5 m de suprafața terenului planificat. La determinarea nivelului apei subterane, trebuie luat în considerare faptul că vara și primăvara crește semnificativ, iar iarna scade.

Solurile argiloase- solurile plastice coezive (în principal un amestec de nisip și argilă) conțin particule foarte mici (sub 0,005 mm), majoritatea având o formă solzoasă și numeroase capilare subțiri care absorb ușor apa. În cele mai multe cazuri, solurile argiloase sunt ușor umezite și lichefiate atunci când îngheață, volumul lor crește - umflat. Argila în stare uscată este tare în bucăți, dar în stare umedă este vâscoasă, plastică, lipicioasă, mată. Când sunt frecate între degete, particulele de nisip nu pot fi simțite, bulgări sunt foarte greu de zdrobit, boabele de nisip nu sunt vizibile. iar la stors, bila se transforma intr-o prajitura fara sa se crape la margini; la tăiat cu un cuțit în stare brută, are o suprafață netedă pe care nu se văd granule de nisip.

Soluri praf-nisipoase cu un amestec de particule foarte fine de argilă, lichefiate cu apă, se numesc nisip mișcător. Nu sunt potrivite pentru utilizare ca bază naturală, deoarece au mobilitate mare și capacitate portantă foarte mică.

Lut numit sol, dacă amestecul conține de la 10 la 30% particule de argilă, bulgări și bucăți în stare uscată sunt mai puțin dure, la impact se sfărâmă în bucăți mici, în stare umedă au plasticitate sau lipiciitate slabă; la frecare, se simt particulele de nisip, bulgări sunt zdrobiți mai ușor, boabele de nisip sunt vizibile clar pe fundalul de pulbere fină; atunci când este rulat în stare umedă, un cordon lung nu iese, se rupe; o minge, rulată în stare brută, când este storsă, formează un tort plat cu crăpături de-a lungul marginilor.

lut nisipos numit sol, dacă este disponibil de la 3 la 10% particule de argilă. Loam nisipos - în stare uscată, bulgări se sfărâmă și se sfărâmă ușor la impact, nu este plastic, predomină particulele de nisip, bulgări sunt zdrobiți fără impact și aproape că nu se rostogolesc într-un cordon; o minge rulată în stare brută se va prăbuși sub presiune ușoară.

În astfel de soluri, adâncimea fundațiilor este determinată în funcție de adâncimea înghețului solului și de nivelul apei subterane în perioada de îngheț. Când nivelul apei subterane este scăzut (2 m sau mai mult sub adâncimea de îngheț), solul are umiditate scăzută, iar adâncimea fundației poate fi așezată aproape de suprafața solului, dar nu mai puțin de 0,5 m.

Dacă distanța de la suprafața planificată a pământului până la nivelul apei subterane este mai mică decât adâncimea de îngheț, atunci baza fundației trebuie așezată la adâncimea de îngheț sau chiar cu 0,1 m mai adânc. Adâncimea fundațiilor pereții interiori, coloanele și pereții despărțitori din clădirile încălzite în mod regulat (cu temperatura camerei nu mai mică de +10°C) pot fi luate egale cu 0,5 m, indiferent de adâncimea înghețului solului.

Adâncimea de îngheț calculată sub fundațiile pereților exteriori ai clădirilor încălzite în mod regulat este redusă în comparație cu aceasta. valoare normativă: cu 30% - cu podele la sol; cu 20% - pentru planșeele pe grinzi pe stâlpi de cărămidă și cu 10% - pentru planșeele pe grinzi.

Deci nu economisiți bănuți, verificați solurile. De regulă, prelevarea de probe de sol se efectuează cu ajutorul unei sonde de mână în gropi de până la 5 m adâncime pentru o casă de lemn mică și până la 7-10 m pentru una de cărămidă sau piatră. Sunt necesare cel puțin patru gropi (în primul rând în colțurile viitoarei structuri).