Что значит песчаный грунт
Песчаные грунты
Песчаные грунты.
Песчаные грунты – это рыхлая горная порода, которая состоит из песчаных и пылеватых частиц с содержанием около 10-30% глинистых частиц. Они представляют собой смесь песка и суглинка в соотношении примерно 3:1. Благодаря именно этому свойству песчаный грунт менее пластичен, чем суглинок.
Песчаные грунты более чем на половину состоят из частиц песка размером меньше 5 мм, форма которых приближена к шарообразной. Пространство между отдельными песчинками называется порами, они заполняются водой и воздухом. В отличие от глинистых песчаные грунты имеют гораздо более низкую пористость – от 0,2 до 0,5, они хуже удерживают в себе влагу. Размер пор достаточно большой для того, чтобы капиллярные силы притяжения не могли связывать песчинки. Поэтому песчаный грунт является несвязным, то есть он рассыпается. В сухом состоянии песчаный грунт совершенно не держит форму, слепленный из песка шар рассыпается сам собой. Насыщенный влагой песок может удерживать форму, но при малейшем давлении тоже рассыпается.
Главная характеристика песчаного грунта – его несущая способность – зависит от содержания в нем влаги и от его степени уплотнения. Чем больше воды содержится в грунте, тем он становится слабее. Чем сильнее уплотнен песчаный грунт, тем больше его несущая способность. Все песчаные грунты, в отличие от других видов грунтов, хорошо и быстро уплотняются под действием нагрузки, их осадка происходит быстро. По степени уплотнения песчаные грунты делят на плотные и средней плотности. Плотным можно считать тот песчаный грунт, который находится на глубине 1,5 м и более: под постоянным давлением вышележащих слоев грунта он максимально уплотнился и является хорошим основанием для фундамента. Песчаный грунт средней плотности – это тот, который находится выше 1,5 м и тот, который был уплотнен искусственно. Он имеет чуть меньшую несущую способность и больше подвержен осадке.
Песчаные грунты удерживают в себе меньше влаги, и, благодаря этому свойству, они в меньшей степени подвержены морозному пучению, в большинстве случаев их можно считать непучинистыми. Это очень большое достоинство: при возведении фундамента на таком грунте глубина промерзания не имеет значения и даже мелкозаглубленный фундамент будет абсолютно устойчивым.
Песчаные грунты разделяют на группы в зависимости от крупности песчинок. Гравелистый песок – самый крупный, он состоит из песчинок размером от 0,25 мм до 5 мм, и имеет высокую несущую способность: плотный гравелистый грунт более 6 кг/см2, гравелистый грунт средней плотности – 5 кг/см2.. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 мм до 2 мм и показывает другие свойства: плотный крупный песок имеет несущую способность 5-6 кг/см2, средней плотности – 4 кг/см2. Свойства крупного и гравелистого песчаных грунтов практически не зависят от наличия влаги и ее количества, их несущая способность остается постоянной. Средний песок имеет песчинки размером от 0,1 мм до 1 мм, его несущая способность в плотном состоянии 4-5 кг/см2, в состоянии средней плотности 3-4 кг/см2. При насыщении влагой такой грунт снижает свою несущую способность еще на 1 кг/см2. Мелкий песок (или пылеватый) имеет размер частиц меньше 0,1 мм и по своим свойствам уже приближается к глинистому грунту: максимальная несущая способность в потном состоянии 3 кг/см2, при средней плотности – 2,5 кг/см2. При насыщении влагой его прочность падает до 1 кг/см2.
Таким образом, самым лучшим основанием для фундамента среди песчаных грунтов будет гравелистый или крупный песок, который обеспечивает отличную несущую способность, практически не теряет своих свойств при увлажнении.
Особенности и характеристики песчаной почвы
Причина неудач выращивания овощных культур на садовых участках может заключаться именно в наличии песчаной почвы. Такая земля действительно далека от желаемого идеала, «жирного» и питательного чернозёма, но, все-же, не безнадежна. Многие культуры предпочитают расти именно на песчаных грунтах. Такой особенностью отличаются хвойные насаждения, которые заслуженно считают украшением участка. Но и выращивать овощи и фрукты на таких почвах тоже возможно, необходимо только приложить максимум усилий и ваша почва из обычного бедного песчаного грунта, превратится в плодородную, пусть даже песчаную почву.
Характеристика песчаника
Песчаная почва обладает рядом как положительных, так и отрицательных особенностей.
Положительные отличия песчаной почвы
Существует ряд хороших и благоприятных моментов, которые стоит учитывать. Это
Недостатки песчаной почвы
Недостатки более значительны, поэтому о каждом пункте следует рассказать подробнее.
Растения, пригодные для выращивания на песчаниках
Посадите по краю своего участка древовидные кусты жасмина, боярышника, барбариса или можжевельника. Красиво смотрятся хвойные туи и пирамидальные елки. Клумбы садового участка украсят однолетние ноготки, астры, васильки и гвоздики. Растения, украшающие участок менее прихотливы к условиям выращивания, чем овощные культуры, но полноценного ухода все же требуют. Обильный и регулярный полив, минеральная и органическая подкормка, а так же мероприятия по уничтожению вредителей и спор грибковых болезней тоже обязательны и необходимы.
Конечно, садовый участок предназначен не только для выращивания растений для украшения. Понятно желание садовода получить и выгоду от его содержания. Следует успокоить начинающих садоводов, дачный участок которых расположен на песчанике. Овощные культуры на песчаных грунтах выращивать можно. Отличные урожаи моркови, лука, бахчевых и бобовых культур, а также клубники и земляники, смородины и крыжовника, фруктовых деревьев получить можно, нужно только уделить больше времени облагораживанию данной почвы. Не порадует большим урожаем капуста, картофель и свекла, но, плоды будут, если проводить подкормки быстродействующими удобрениями часто и понемногу, обильно поливать и мульчировать посадки, то можно получить хороший результат.
Способы облагораживания песчаного грунта
В случае, когда почва вашего участка находится в плачевном состоянии и есть огромное желание ее облагородить и получать большой урожай овощей и фруктов, то можно попытаться изменить ее химический состав, и из бедного песчаника получить высокоурожайный и полезный питательный грунт.
Облагораживание песчаного грунта может пройти довольно быстро. Опытный садовод из бедного песчаника за пару лет может создать отличную плодородную почву. Но для этого придется постоянно производить различные операции по повышению плодородия, дальнейшего развития и поддержания уже полученных результатов. Если почва на вашем участке довольно далека от вида и качества плодородного чернозема, и в большинстве своем состоит из песка, то не стоит отчаиваться. Такая земля не безнадежна, на ней много растений можно уже выращивать. А плодородной и питательной ее можно будет назвать через пару сезонов при условии постоянного обогащения и правильного ухода.
Грунты, виды, характеристика
Виды грунтов
Грунты, используемые в качестве оснований зданий и сооружений, подразделяются на:
Глинистые грунты
Глинистые грунты — это связанные грунты, для которых число пластичности Jp больше или равно 0,01. По содержанию песчаных частиц и числа пластичности глинистые грунты подразделяются на супесь, суглинок, глину (табл. I).
Числом пластичности называют разницу между влажностью на границе текучести и влажностью на границе раскатывания в долях единицы.
Глинистые грунты в зависимости от их плотности и влажности могут находиться в различном состоянии, которое характеризуется показателем консистенций J 1 (табл. 2).
Среди глинистых грунтов должны быть выделены:
К илам относятся глинистые грунты в начальной стадии своего формирования, образовавшиеся как структурный осадок в воде при наличии микробиологических процессов и имеющие в природном сложении влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости, превышающий значения для супесчаного ила е > 0,9, для суглинистого ила е ≥ 1,0, для глинистого ила е ≥ 1,5.
Илы выделяются среди глинистых грунтов в особую группу, так как в строительном отношении они являются неблагоприятными грунтами, т. е. строить на них нецелесообразно.
К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под воздействием внешней нагрузки или собственнрго веса при замачивании водой дают дополнительную осадку (просадку).
При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты.
В зависимости от просадки и собственного веса при замачивании просадочные грунты подразделяются на два типа:
К набухающим (пучинистым) грунтам относятся :глинистые грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме.
Набухающие грунты в зависимости от величины относительного набухания без нагрузки в компрессионном приборе подразделяются на:
слабонабухающие, если 0,0404 ≤ δн ≤ 0,08;
средненабухающие, если 0,08 сильнонабухающие, если δн > 0,12.
Песчаные грунты
Песчаные грунты — это сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности.
В зависимости от крупности частиц они подразделяются на пять групп, табл. 3.
По степени влажности песчаные грунты подразделяются на три группы, табл.4.
По степени плотности их сложения песчаные грунты в зависимости от коэффициента пористости подразделяются на три группы, табл. 5.
Крупнообломочные грунты
Крупнообломочные грунты — это несцементированные грунты, содержащие более 50% по весу обломков кристаллических и осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. В зависимости от крупности частиц они подразделяются на три группы, табл. 6.
По степени влажности крупнообломочные грунты подразделяются на маловлажные, влажные, насыщенные водой, табл. 7.
Скальные грунты
Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами (спаенные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Скальные грунты подразделяются на магматические, метаморфические, осадочные табл. 8.
Магматические, метаморфические, а также осадочные сцементированные породы с кремнистым цементом (кремнистые конгломераты, брекчии, песчаники, известняки, опоки) не растворяются в воде.
К растворимым относятся следующие скальные породы:
В результате фильтрации воды-через трещины в растворимых скальных породах возможно образование карстовых полостей.
Заторфованные грунты
Заторфованные грунты различаются между собой по степени заторфованности табл. 9.
Улучшить свойства грунтов можно проведением следующих мероприятий:
Песчаные грунты в строительстве
Минеральные частицы всех грунтов могут быть связаны или не связаны между собой структурными связями. Песчаные грунты относят к несвязным, сыпучим, так как в сухом состоянии у них отсутствует сцепление между отдельными зернами.
Происходит это потому, что форма песчаных частичек в основном округлая, шарообразная, величиной более 0,1 мм. У песчинок просто не хватает капиллярных сил, чтобы установить прочные связи между собой, так как они не могут преодолеть разделяющее их расстояние.
В состав песчаных грунтов практически не входит глина. То есть, глинистых частиц в нем от 0 до 5%. Однако, и песчаных частиц в нем может практически не быть. В песке пылеватом, например, количество пылеватых (илистых) частиц может составлять от 50 до 100%.
По сравнению с глинистыми грунтами, песчаные грунты имеют несколько большие поры и потому не обладают пластичностью. К тому же, песчаные грунты практически не удерживают воду. Шар из песка сделать можно, но только если песок влажный и при малейшем надавливании он разваливается.
В зависимости от крупности частиц и их количества песчаные грунты подразделяются на пять видов:
Чем крупнее песок, тем более подходит он для устройства основания под фундамент дома и тем лучшими строительными характеристиками он обладает. Разной крупности пески могут быть одновременно в разных разрезах одного отложения.
Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава
Песчаные грунты в зависимости от гранулометрического состава (размера частиц) делятся на:
Тип грунта
Гранулометрический состав
Для установления наименования песчаного грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц в исследуемой породе: сначала крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм, далее крупнее 0,25 мм и наконец крупнее 0,1 мм. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице «Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава»
Для того, чтобы лучше понять, частицы каких фракций, размеров и величин содержатся в тех или иных грунтах, включая песчаные, приводится данная таблица:
| Название фракций | ||||
| Валуны, камни | Крупные | |||
| Булыжник | — | 100 — 200 | ||
| Галька или щебень | Крупные | |||
| Гравий | Очень крупные | |||
| Песчаные частицы | Очень крупные | |||
| Пылеватые частицы (пыль, ил) | Крупные | |||
| Глинистые частицы | ГрубыеВизуальный способ определения состава песчаного грунтаДля того чтобы определить, к какому типу песчаного грунта относится образец, взятый с места предполагаемого строительства малоэтажного дома, с ним необходимо произвести следующие манипуляции: Растереть на ладони: — в песке гравелистом довольно много (но не более половины) частиц составляют зерна размером с горошину; — в песке крупном ощущается много частиц размером с пшеничное зерно; — в песке средней крупности ощущается много частиц размером с просяное зерно; — в мелком песке зерна слабо различимы; — пылеватый песок на ощупь похож на муку-крупчатку, при растирании остается пыль. Определить состояние грунта в сухом виде: — песок крупный, средней крупности и мелкий представляют собой сыпучий грунт, который осыпается между пальцами, не задерживаясь; — песок пылеватый — также осыпается между пальцами, но пыль задерживается в складках кожи. Определить состояние грунта во влажном виде: — песок от гравелистого до пылеватого не пластичен и не обладает связанностью. Скатать во влажном виде в шар или в шнур: — из песка шнур скатать невозможно. Морозное пучение песчаных грунтовВ малоэтажном строительстве очень важную роль играет, насколько грунты под фундаментом подвержены такому явлению, как морозное пучение, то есть, велика ли степень пучинистости грунта. На это влияет уровень залегания грунтовых вод на участке строительства, однородность грунтов и степень их насыщения водой. Явление пучинистости грунта (увеличение в объеме при замерзании массы грунта, насыщенной водой) – очень распространено и опасно для фундаментов малоэтажных домов и коттеджей. Так как к непучинистым песчаным грунтам относятся исключительно пески гравелистые и крупные, которые на территории нашей страны практически не залегают, то получается, что подвержены этому явлению практически все песчаные грунты при их зимнем промерзании: влажные и влагонасыщенные пылеватые, мелкопесчаные. Для чего застройщику необходимо знать, какую степень пучинистости имеют грунты на его участке? Это очень важно перед началом строительства малоэтажного дома, так как от этого зависит выбор такого типа фундамента (ленточного, столбчатого, свайного или плитного), который бы максимально был приспособлен к грунтовым и геологическим условиям данной строительной площадки. Если недооценить опасность этого явления и заложить неподходящий фундамент, то из-за малого веса малоэтажного дома, силы морозного пучения (нормальные и касательные), могут буквально вытолкнуть его на поверхность, что повлечет за собой неравномерную деформацию фундамента, а вместе с ним и всего сооружения. Итак, по степени пучинистости грунты делятся на: — непучинистые – пучение практически отсутствует; — слабопучинистые – пучение от 1 до 4%; — среднепучинистые – пучение от 4 до 7%; — сильнопучинистые – пучение от 7 до 10%; — чрезмернопучинистые — пучение более 10% Данные проценты означают, что, например, при глубине промерзания 1,2 м, для сильнопучинистого грунта (берем худший вариант) пучение составит: Определение степени пучинистости песчаных грунтов по их физическим характеристикамВ том случае, если у застройщика на руках есть данные лабораторных испытаний образцов грунта, взятые с участка застройки, в которых расписаны гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов и степень их влажности, то определить степень пучинистости грунта можно по следующей таблице: Степень пучинистости Деформации пучения или относительное морозное пучение при глубине промерзания 1,5 метра Виды грунтов | Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм(песчаных мелких и тонких) до 2% независимо от влажности; Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм (песчаных мелких и тонких) до 15% при Sr ≤ 0,5 (маловлажные); Песок мелкий с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% при Sr ≤ 0,5 (маловлажный); | Песок гравелистый, крупный и средний с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 15% влажный и насыщенный водой; Песок мелкий с содержание частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% влажный и насыщенный водой; Песок мелки й с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) от 2% до 15% маловлажный (пучение 1÷2%) и влажный (пучение 2÷4%); Песок пылеватый при Sr ≤ 0,5 (маловлажный); | Песок пылеватый и мелкий при Sr > 0,95 (насыщенный водой) |
Как видно из таблицы, степень пучинистости песчаных грунтов зависит прежде всего, от степени насыщения их водой, или от степени влажности.
Определение степени пучинистости песчаных грунтов самостоятельно
В том случае, если у застройщика нет возможности испытать лабораторным способом образцы грунтов, взятых с участка застройки, то можно самостоятельно определить степень пучинистости грунтов, зная глубину промерзания песчаных грунтов в этом районе и уровень залегания грунтовых вод.
Зависимость степени пучинистости песчаных грунтов от их глубины промерзания и уровня залегания грунтовых вод (УГВ)
В природе существует так называемая «капиллярная активность» грунтов – способность различных, особенно глинистых и мелкопесчаных грунтов подтягивать воду со значительных глубин на поверхность земли. Зависит эта способность от количества пылеватых частиц в составе этих грунтов: чем больше пылеватых частиц, тем больше активность.
«Благодаря» капиллярному эффекту, мелкие и пылеватые пески способны подтягивать воду от уровня залегания грунтовых вод (УГВ) ближе к поверхности земли на следующие величины:
— пески пылеватые – на 0,7 ÷ 1,2 метра.
Именно эта способность подтягивать воду определяет степень пучинистости песчаных грунтов в зависимости от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов (Z).
Зависимость степени пучинистости грунта от Z
Непучинистые грунты (относительное морозное пучение
Непучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Слабопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 1 до 4%)
Слабопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Среднепучинистые грунты (относительное морозное пучение от 4 до 7%)
Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Сильнопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 7 до 10%)
Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
• для пылеватых песков — Z
Пример:
Грунт – песок пылеватый;
Уровень грунтовых вод (УГВ) – 2,0 метра от поверхности земли;
Глубина промерзания грунта – 1,2 м
2,0 — 1,2 = 0,8 м – песок пылеватый слабопучинистый.
Классификация песчаных грунтов по степени влажности S r
Влажность грунта — количество воды, содержащееся в порах грунта, выраженное в % от массы сухого грунта. Это свойство грунта, обусловленное наличием в нем воды различных категорий.
Свойства всех разновидностей грунтов, особенно песчаных, в сильной степени зависят от содержания в них воды. В грунте различают:
Часто свободную воду подразделяют на капиллярную (диаметр пор менее 1 мм) и гравитационную (диаметр пор более 1 мм). Именно капиллярная вода может содержаться в песках средней крупности, мелких и особенно в пылеватых песках.
Свободная вода легко добавляется в грунт и извлекается из грунта. В грунте свободная вода не испытывает силу притяжения, а подчиняется законам гидравлики. Она может свободно перемещаться под воздействием разности напоров.
Песчаные грунты подразделяются по степени влажности S r (степени заполнения пор грунта водой):
| Названия грунтов | Степень влажности |
| Маловлажные (маловодонасыщенные) | 0 r ≤ 0,5 |
| Влажные (средневодонасыщенные) | 0,5 r ≤ 0,8 |
| Насыщенный водой | 0,8 r ≤ 1, |
ω – природная влажность грунта;
ρ з – плотность частиц грунта;
ρ о – плотность воды = 1 г/см²;
e – коэффициент пористости грунта
Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
Плотность сложения песчаных грунтов имеет важное значение при оценке их строительных качеств. О плотности сложения песчаных грунтов можно судить по коэффициенту пористости грунта e. Чем больше значение этого коэффициента, тем меньшей плотностью и большей сжимаемостью обладает грунт.
Классификация песчаных грунтов по плотности сложения (в зависимости от коэффициента пористости e):
Вид песка
Песчаные грунты быстро и хорошо уплотняются при их нагружении. Происходит это потому, что под нагрузкой из пор грунтов выжимается свободная вода. Грунты уменьшаются в объеме, что приводит к осадке строящегося сооружения. Так как у песчаных грунтов высокая водопроницаемость, то отжатие воды из пор и осадка грунтов основания занимает короткий период. Это очень ценное свойство именно песчаных грунтов основания, так как практически вся осадка здания происходит уже в процессе строительства.
По плотности сложения песчаные грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые. Плотные пески обычно залегают на глубине более 1,5 м. Нахождение на протяжении довольно длительного времени под давлением вышележащих слоев, сделало их максимально плотными и более всего подходящими в качестве основания под фундамент дома.
Песчаные грунты средней плотности как правило залегают на глубине менее 1,5 метров. Такую плотность может еще иметь искусственно уплотненный песчаный грунт. Прочность такого грунта значительно ниже, а осадка — больше, чем у плотного песка.
Расчетное сопротивление песчаных грунтов
Несущая способность песчаных грунтов находится в тесной взаимосвязи с их плотностью. Как видно из таблицы ниже, у песков гравелистых и крупных, обладающих средней плотностью сложения, несущая способность — 5 кг/см²; у плотных гравелистых и крупных песков — 6 кг/см², и т. д.
Несущая способность гравелистых, крупных и средней крупности песков не зависит от степени их насыщения водой, так как у них практически отсутствует капиллярная активность. Они практически не поглощают и не удерживают воду, а пропускают ее через себя.
Несущая способность мелких и пылеватых песков, напротив, зависит от их влажности из-за того, что в своем составе они имеют значительное содержание пылеватых частиц, которые хорошо связывают воду и насыщаются ею. Еще одна неприятность для строителей состоит в том, что пылеватые частицы обладают капиллярной активностью — способностью грунта подтягивать на поверхность воду со значительных глубин.
«Благодаря» всему этому, насыщение влагой мелкого и пылеватого песков значительно снижают их несущую способность.
Р асчетное сопротивление песчаных грунтов R, кг/см² в зависимости от их плотности сложения