Влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты

К подземным водам относятся все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности грунта и дна поверхностных водоемов и водотоков.

В связи с неблагоприятным воздействием подземных вод на несущую способность грунтовых оснований и материалы подземных конструкций необходимо при проектировании и строительстве фундаментов учитывать возможность изменения гидрогеологических условий площадки в процессе строительства и эксплуатации объектов. В первую очередь к этим неблагоприятным факторам относятся следующие: естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод; возможное изменение уровня подземных вод по технологическим причинам; увеличение агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и возрастание коррозионной активности грунтов, обусловливаемые технологическими особенностями производства.

В грунтах содержится вода связанная, свободная, в виде пара, а при отрицательных температурах и в виде льда.

Связанная вода (гигроскопическая и пленочная) удерживается в грунте силами притяжения молекул воды к частицам грунта. Эти силы, весьма значительные на поверхности частиц грунта, быстро убывают по мере удаления от нее и на расстоянии 0,5 мкм практически уже не действуют. Первые слои молекул, прочно удерживаемые на поверхности частиц грунта, образуют гигроскопическую воду. Предельная гигроскопическая влажность, т. е. наибольшая влажность грунта, содержащего только гигроскопическую воду, доходит в песках до 1 % (по массе) и в глинах до 17%. Дальнейшее увеличение объема воды в грунте приводит к образованию пленочной воды. При увеличении толщины пленки более 0,5 мкм образуется свободная вода.

Различают два вида свободной воды: гравитационную и капиллярную. Гравитационная вода перемещается в грунте под действием силы тяжести. Обычно, когда упоминают подземные воды, имеют в виду именно гравитационную воду. Капиллярная вода поднимается по капиллярным порам грунта выше уровня гравитационной воды и удерживается там благодаря силам капиллярного натяжения. Высота подъема капиллярной воды зависит от диаметра поперечного сечения капилляров и от материала твердых частиц грунта; при малых  диаметрах (порядка 0,005 мм) она достигает нескольких метров.

Содержание в порах грунта водяного пара обусловлено испарением воды. Вода в виде льда заполняет поры грунта при отрицательных температурах и образует отдельные включения, прослойки, линзы.

Рис 1.9. Условия движения гравитационной воды

Свободная гравитационная вода перемещается в грунте из зоны с большим напором (давлением) в зону с меньшим напором. Условия, при которых происходит движение гравитационной воды, показаны на рис. 1.9. На участке длиной l, см, разность напоров составляет Н1 — Н2, см, а на единице длины участка падение напора определяется выражением
i=(H1-H2)/l
Величину i называют  гидравлическим  градиентом.

Французский инженер А. Дарси на основе проведенных им исследований установил, что скорость v, см/с, ламинарного (происходящего параллельными струйками без завихрений) движения воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту i:
v=ki.

Коэффициент пропорциональности k, см/с, в формуле  называется коэффициентом фильтрации. Он численно равен скорости движения воды в грунте при гидравлическом градиенте i=1.

Коэффициент фильтрации, k, см/с, являющийся характеристикой водопроницаемости грунта, имеет примерно следующие значения:
для песков………10-2—10-4
»супесей и суглинков …. 10-3—10-8
»глин……….10-7—10-10
Грунты с коэффициентом фильтрации k

§ 10. Подземные воды и их влияние на строительные свойства грунтов и на фундаменты

К подземным водам относятся все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности грунта и дна поверхностных водоемов и водотоков.
В связи с неблагоприятным воздействием подземных вод на несущую способность грунтовых оснований и материалы подземных конструкций необходимо при проектировании и строительстве фундаментов учитывать возможность изменения гидрогеологических условий площадки в процессе строительства и эксплуатации объектов. В первую очередь к этим неблагоприятным факторам относятся следующие: естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод; возможное изменение уровня подземных вод по технологическим причинам; увеличение агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и возрастание коррозионной активности грунтов, обусловливаемые технологическими особенностями производства.
В грунтах содержится вода связанная, свободная, в виде пара, а при отрицательных температурах и в виде льда.
Связанная вода (гигроскопическая и пленочная) удерживается в грунте силами притяжения молекул воды к частицам грунта. Эти силы, весьма значительные на поверхности частиц грунта, быстро убывают по мере удаления от нее и на расстоянии 0,5 мкм практически уже не действуют. Первые слои молекул, прочно удерживаемые на поверхности частиц грунта, образуют гигроскопическую воду. Предельная гигроскопическая влажность, т. е. наибольшая влажность грунта, содержащего только гигроскопическую воду, доходит в песках до 1 % (по массе) и в глинах до 17%. Дальнейшее увеличение объема воды в грунте приводит к образованию пленочной воды. При увеличении толщины пленки более 0,5 мкм образуется свободная вода.
Различают два вида свободной воды: гравитационную и капиллярную. Гравитационная вода перемещается в грунте под действием силы тяжести. Обычно, когда упоминают подземные воды, имеют в виду именно гравитационную воду. Капиллярная вода поднимается по капиллярным порам грунта выше уровня гравитационной воды и удерживается там благодаря силам капиллярного натяжения. Высота подъема капиллярной воды зависит от диаметра поперечного сечения капилляров и от материала твердых частиц грунта; при малых диаметрах (порядка 0,005 мм) она достигает нескольких метров.

Содержание в порах грунта водяного пара обусловлено испарением воды. Вода в виде льда заполняет поры грунта при отрицательных температурах и образует отдельные включения, прослойки, линзы.

Рис 1.9. Условия движения гравитационной воды

Свободная гравитационная вода перемещается в грунте из зоны с большим напором (давлением) в зону с меньшим напором. Условия, при которых происходит движение гравитационной воды, показаны на рис. 1.9. На участке длиной l, см, разность напоров составляет Н1 — Н2, см, а на единице длины участка падение напора определяется выражением
i=(H1-H2)/l
Величину i называют гидравлическим градиентом.
Французский инженер А. Дарси на основе проведенных им исследований установил, что скорость v, см/с, ламинарного (происходящего параллельными струйками без завихрений) движения воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту i:
v=ki.
Коэффициент пропорциональности k, см/с, в формуле называется коэффициентом фильтрации. Он численно равен скорости движения воды в грунте при гидравлическом градиенте i=1.
Коэффициент фильтрации, k, см/с, являющийся характеристикой водопроницаемости грунта, имеет примерно следующие значения:
для песков. 10 -2 —10 -4
»супесей и суглинков. 10 -3 —10 -8
»глин. 10 -7 —10 -10
Грунты с коэффициентом фильтрации k Под скоростью фильтрации воды v, см/с, понимают отношение Q/A, где Q — расход воды, т. е. количество воды, см 3. проходящей в единицу времени через сечение грунта A, см (площадь пор и частиц). Скорость фильтрации не равна действительной скорости движения воды, для вычисления которой расход следует относить к части сечения грунта, занятой только порами.
Формула А. Дарси справедлива при скоростях фильтрации, не превышающих критической скорости, после которой движение подземной воды приобретает турбулентный (вихревой) характер.
Приток воды в грунт, ее сток и испарение меняются, в связи с чем не сохраняется постоянным и уровень подземных вод. На этот уровень оказывают влияние не только естественное изменение режима подземных вод, но и осуществление некоторых технических мероприятий, например, планировка территории, ее асфальтирование, устройство дренажей. ливневой канализации и т. п.
Повышение уровня подземных вод ухудшает строительные свойства грунтов: влажность грунта увеличивается, его «скелет» оказывается взвешенным в воде, силы трения и сцепления между частицами грунта уменьшаются, пористость грунтов возрастает — глинистых вследствие их набухания, а песчаных из-за взрыхления под воздействием гидродинамического давления, возникающего при быстром подъеме воды. При подъеме воды выше отметки заложения подошвы фундамента давление последнего на основание уменьшается, что может привести к сдвигу или опрокидыванию фундамента. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании сооружений.
Понижение уровня подземных вод, как правило, улучшает строительные свойства грунтов. Однако если оно происходит после возведения сооружений, то связанное с ним дополнительное уплотнение грунтов может повлечь за собой неравномерные их осадки. Понижение уровня подземных вод особенно опасно при фундаментах с деревянными сваями, которые не гниют, лишь целиком находясь в воде.
При скорости движения подземной воды, превышающей критическую, фильтрационным потоком вымываются частицы грунта (сначала самые мелкие, а потом и более крупные). Постепенный вынос таких частиц приводит
к разрыхлению грунта. Это явление, называемое механической суффозией, часто наблюдается в основаниях гидротехнических сооружений, характеризуемых большими перепадами напоров воды. Механическую суффозию можно наблюдать и при разработке котлованов, бурении, осуществлении дренажа.
Подземные воды, фильтруясь через грунт и растворяя различные соли и газы, иногда приобретают способность разрушать цементные растворы (вызывать коррозию бетона). Такие воды называются агрессивными. При одном и том же составе агрессивная вода разрушает бетон тем быстрее, чем с большей скоростью она движется; наиболее опасны агрессивные воды, фильтрующиеся под напором через бетон.
Для устранения вредного действия агрессивных вод применяют специальные цементы (для бетона фундамента). При сооружении фундамента из металлических свай следует учитывать возможность коррозии металла, которая при определенном составе воды может существенно снизить несущую способность конструкции.

Основания

http://www.stroitelstvo-new.ru

Основные определения

Верхние слои земно коры, на которых возводятся сооружения, называются грунтами. Вся масса грунтов, находящихся под зданием и несущих его вес, называется основанием сооружения.

Для установления величины нагрузки, которую может нести основание, необходимо прежде всего провести на площадке строительства так называемые изыскательские работы, позволяющие установить характер грунтовых напластований и изучить свойства грунтов. Объём и методы проведения этих работ устанавливаются наукой, называемой инженерной геологией.

Передача нагрузки грунту осуществляется через расположенные ниже поверхности земли части здания, которые называются фундаментами.

Грунты, как всякое тело в природе, под действием нагрузки сжимаются. Фундамент, следуя за основанием, опускается относительно своего первоначального положения. Величина опускания фундаментов называется осадкою.

Изучением законов образования осадок под действием нагрузок на грунт снимается наука, называемая механикой грунтов.

Несущая способность основания

Величина осадки зависит от свойств грунтов, зале гающих примерно до глубины, равной двойной ширине фундамента, от величины передаваемого фундаментом давления, от формы и величины площади основания. Вследствие разнообразия факторов, влияющих на величину осадки, и неизбежной неоднородности грунтов невозможно запроектировать фундамент так, чтобы осадки под всеми частями сооружения были одинаковыми. Практика показала, что большие, а главное неравномерные осадки являются основной причиной появления деформаций, трещин и других разрушений в зданиях.

Наблюдая в натуре выстроенные здания, можно установить, что одна и та же неравномерность осадок по-разному влияет на сохранность зданий, имеющих различную конструкцию. Например, осадки, не вызывающие никаких заметных на глаз деформаций в зданиях с кирпичными стенами, могут вызвать большие трещины в балках и колоннах здания с железобетонным монолитным каркасом.

Поэтому несущая способность основания определяется величиной нагрузки, при которой получается осадка, приемлемая по величине и равномерности для данного сооружения. Величина этой нагрузки, отнесённая к единице площади – основания, называется допускаемым давлением на грунт.

В настоящее время влияние неравномерности осадок изучено хорошо только для зданий, имеющих массивные каменные стены и непрерывные фундаменты. Для зданий этого типа, при сравнительно однородных напластованиях грунтов, нормами даются величины допускаемого давления на грунт в зависимости от рода грунта, расположенного непосредственно под фундаментом.

Однако это не значит, что можно, как это делалось до последнего времени, назначать допускаемое давление во всех случаях  только по прочности грунта. Это подтверждается приведёнными выше рассуждениями о влиянии осадки на различные конструкции.

Дальше будет показано, как практически выбирают допускаемое давление при неоднородных напластованиях, для зданий с каркасом и т. д.

Промерзаемость грунта и глубина заложения фундаментов

Нельзя ограничиваться учётом осадок, происходящих в грунте под действием нагрузки, так как грунт может деформироваться, кроме того, под влиянием изменения температуры. Поэтому для сохранности сооружения необходимо, чтобы основание под ним не деформировалось и при всех таких изменениях. Известно, что зимой грунт промерзает на некоторую глубину, а весной — оттаивает. При промерзании вода, заключённая в порах грунта, расширяется и выпучивает грунт кверху. Предельная глубина, на которой появляется явление пучения, называется глубиной промерзания. Величина её зависит от климатических условий. На рис. 1 приведена карта Европейской части СССР, заимствованная из норм, с указанием границ районов, имеющих различную глубину промерзания, и величины её h. В глинистых грунтах пучение проявляется особенно сильно, так как вследствие их малой водопроницаемости вода при замерзании не находит выхода. В песчаных грунтах пучение много меньше, а в крупнозернистых песках столь незначительно, что практически не даёт себя чувствовать. Пучение происходит в различных пунктах неравномерно, и если подошву фундаментов расположить выше глубины промерзания, то в стенах могут появиться более или менее значительные трещины.

влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты

влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты

Поэтому основание сооружения должно быть заложено ниже глубины промерзания: в песчаных грунтах на 0,10 м, а в глинистых — на 0,25 м, т. е. глубина заложения фундаментов от поверхности земли должна быть соответственно: h + 0,10 м и h+ 0,25 м. Глубина заложения фундаментов в сухих гравелистых и крупнозернистых песчаных грунтах, не задерживающих воду у подошвы фундаментов, при мощности слоя более 2,0 м может быть менее глубины промерзания, но для фундаментов наружных стен каменных зданий не менее 1,0 м, а для деревянных домов — не менее 0,5 м.

Минимальная глубина заложения внутренних фундаментов, защищенных от промерзания в течение строительства и эксплуатации, независимо от глубины промерзания, может приниматься в 0,5 м.

Вечная мерзлота

Выше было указано, как практически обеспечивается неизменность основания при изменении температуры в обычных условиях строительства. Но почти 47% всей территории бывшего СССР, главным образом на крайнем Севере и в Восточной Сибири, занимают районы вечной мерзлоты. В этих областях на некоторой глубине имеются слои мёрзлых грунтов, которые не оттаивают даже в самое жаркое лето.

Так как мощность (толщина) вечно мерзлых грунтов бывает весьма значительна, то в таких районах по экономическим соображениям подошву фундаментов располагают на вечно мёрзлых грунтах, которые для сохранности основания должны быть предохранены от оттаивания в период эксплоатации здания. Это вызывает в фундаментах целый ряд конструктивных особенностей, которые излагаются в специальных руководствах.

Грунтовые воды

На различной глубине от поверхности земли встречаются грунты, пропитанные водой. Эти воды называются грунтовыми, а верхняя поверхность их — уровнем грунтовых вод.

Грунтовые воды оказывают большое влияние на структуру, физическое со

На различной глубине от поверхности земли встречаются грунты, пропитанные водой. Эти воды называются грунтовыми, а верхняя поверхность их — уровнем грунтовых вод.
Грунтовые воды оказывают большое влияние на структуру, физическое состояние и податливость грунтов. Производство работ при наличии воды в котловане  сильно затрудняется. Различные примеси, растворенные в воде, могут вредно (агрессивно) влиять на материал фундаментов и разрушать его. Все это заставляет строителя при проектировании и возведении фундаментов детально изучать грунтовые воды в районе постройки.

Вода в грунте скопляется вследствие конденсации паров, проникающих вместе с воздухом, и просачивания дождевых и талых снеговых вод. Поэтому уровень грунтовых вод непостоянен: наиболее высокое стояние их бывает весной, наиболее низкое — зимой и летом. Вблизи открытых водоёмов (река, канал, озеро ит. д.) колебание уровня грунтовых вод обычно связано с колебанием уровня воды в водоёме.

После проведения на большой территории планировочных работ, устройства дорог, тротуаров, канализационной сети и т. д. условия стока и просачивания меняются, что может повлечь изменение режима грунтовых вод. Поэтому в больших городах, где такие работы уже проведены, колебание уровня грунтовых вод бывает обычно незначительным (например в Москве — около 0,5 м).

Распределение вод в толще грунта во многом зависит от характера напластования. Вода задерживается при просачивании над водоупорными (главным образом — тяжелыми глинистыми) грунтами и скопляется в водопроницаемых (песчаных) слоях, которые в этом случае называются водоносными.

Если водоносный слой находится под водоупорным, то вода в нижнем водоносном слое во многих случаях находится под давлением. Если в верхнем слое отрыть котлован, то вода поступит в него снизу под давлением и поднимется выше уровня, на котором она первоначально появилась. Такие воды называются напорными, а уровень, до которого они поднимаются, — установившимся уровнем грунтовых вод. Очевидно, что этот уровень должен выявляться при изысканиях и учитываться при проектировании.

При просачивании воды небольшое количество ее всегда задерживается в верхнем почвенном слое (почвенные воды, верховодка). Не оказывая влияния на конструкцию фундаментов, наличие этих вод заставляет всегда принимать меры по изоляции фундаментов и стен от влаги.

Влияние грунтовых вод на устойчивость и прочность основания

Изменение уровня грунтовых вод после возведения сооружения может резко понизить прочность основания и вызвать серьёзные деформации сооружения в следующих случаях:

  1. при наличии в грунте легко растворимых в воде веществ грунт с течением времени может резко изменить свои свойства и разрушиться; этого можно опасаться, когда химическим анализом установлено присутствие в грунтовой воде большого количества минеральных веществ. Поэтому во всех таких случаях необходимо обстоятельно изучить состав грунта и определить мероприятия, устраняющие возможность его разрушения;
  2. при расположении сооружения на мелких и пылеватых рыхлых песках, которые под давлением текут вместе с водой. Такие грунты называются плывунами. Если грунтовые воды имеют выход на поверхность (например в месте резкого изменения рельефа, при отрытии котлована или шурфа и т. д.), возникает опасность выноса частиц грунта из-под проектируемого сооружения или из-под зданий, расположенных рядом с котлованом. Поэтому при проектировании сооружения на плывуне необходимо специальными исследованиями установить пределы распространения плывунов, возможность выноса их в местах резких переломов поверхности рельефа, характер и рельеф подстилающих грунтов, направление и скорость движения грунтовых вод. На основании этих данных в каждом конкретном случае особо решается вопрос о выборе допускаемого давления на плывун с учётом влияния, которое будет,оказано этим давлением на уровень и движение грунтовых вод. Одновременно устанавливаются мероприятия, устраняющие возможность выноса грунта из-под сооружения;
  3. по всему бывшему СССР довольно сильно распространены особые глинистые грунты, которые, находясь под нагрузкой в сухом состоянии, ничем не отличаются по характеру работы от других глинистых грунтов, но при прохождении сквозь их толщу воды сразу резко теряют устойчивость. Такие грунты называются лёссовидными или просадочными. Как показала строительная практика, лёссовидные грунты могут служить основанием для сооружения, если устранена возможность замачивания их.

Агрессивность грунтовых вод

Грунтовые воды, способные разрушать цементные бетоны и растворы, называются агрессивными.

Агрессивность их зависит от химического состава растворенных в них солей и кислот. Эти вещества попадают в воду из подземных естественных залежей или из отбросов некоторых производств. Поэтому агрессивные воды встречаются повсеместно.

Вода даже с малым количеством вредных веществ может оказаться опасной для бетона, так как вследствие непрерывного движения воды на бетон действуют все новые и новые частицы вредных примесей. Поэтому всегда следует производить химический анализ воды.

Во всякой воде имеется, хотя бы в ничтожном количестве, углекислота (С02). Она может быть связанной (неактивной, неспособной вступать в какие-либо новые соединения) и свободной (активной). Связанная углекислота для бетона безвредна. Свободная углекислота вступает в реакцию с известью бетона и образует растворимые в воде соли.

В сильно загрязнённой воде, при наличии в ней и свободной углекислоты (С02), и сульфатов (S04), и хлоридов (С1), и окиси магния (MgO), путём взаимодействия с бетоном образуются растворимые соли, и потому агрессивность воды зависит от совокупности всех этих примесей.

В сравнительно чистой воде при отсутствии хлора (С1) и свободной углекислоты (СО.,), при наличии солей магния (MgO) и натрия (NaO) в количестве, меньшем 60 мг/л, вредны растворы гипса, так как они ведут к образованию сложных солей («цементная бацилла»), которые увеличиваются в объёме и потому разрушают бетон.

Весьма вредны примеси азотной и азотистой кислот и аммиака. Наоборот, кремнекислота в любом количестве безвредна.

Незыблемость оснований

Кроме рассмотренных выше случаев нарушения устойчивости верхних слоёв грунта, практика знает не мало примеров, когда неустойчивым оказывалось все напластование грунтов в целом, и сооружение, расположенное на вполне прочных верхних слоях грунта, подвергалось разрушению. Такое нарушение устойчивости возможно в следующих случаях:

  1. вблизи рек и оврагов, в гористых районах, когда вследствие наклона нижних слоёв к горизонту возможно сползание по ним или обвал верхних пластов; опасность таких оползней и обвалов сильно возрастает при глинистых грунтах, особенно если они смачиваются водами;
  2. у высоких морских берегов, где вследствие подмыва возможно обрушение целых участков берега;
  3. в некоторых районах, где в силу различных причин на некоторой глубине образовались большие внутренние пустоты (карсты, выработки) при возведении сооружения непосредственно над ними возможен, под действием дополнительной нагрузки, провал всех верхних слоев;
  4. в сейсмических районах

Все перечисленные особенности геологического строения участка не могут быть установлены простой разведкой грунтов, поэтому при строительстве в оползневых, обвальных, карстовых, сейсмических районах необходимы специальное геологическое обследование, устанавливающее возможность перечисленных явлений, и мероприятия, обеспечивающие устойчивость сооружения.

Строительные свойства грунтов

Классификация грунтов

Грунт — это любая горная порода или почва (а также твердые отходы хозяйственной деятельности человека), используемые как основание, среда или материал для возведения зданий и сооружений. В соответствии с ГОСТ 25100-82 различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые, биогенные и почвы. В отдельную группу выделяют искусственные грунты.

Скальные грунты представляют собой изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями между зернами, например граниты, диориты, песчаники, известняки. Они залегают в виде сплошного слоя или несмещенных отдельностей, образующих подобие сухой кладки. Скальные грунты практически несжимаемы и обладают высокой прочностью (несущей способностью), в связи с чем при достаточной толщине их пластов служат, как правило, надежными основаниями для любых сооружений.

Скальные грунты подвержены выветриванию (физическому или химическому воздействию окружающей среды), вследствие чего их верхние слои толщиной 0,3—0,5 м бывают разрушенными. При возведении капитальных сооружений эти слои, как правило, удаляют, что позволяет передать основаниям большие давления.

Скальные грунты с пределом прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии менее 5 МПа называют полускальными.

К искусственным скальным грунтам относятся закрепленные цементными растворами, жидким силикатом натрия и другими растворами трещиноватые магматические

и осадочные крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые грунты.

Крупнообломочными называют грунты, состоящие из несцементированных обломков (частиц) скальных грунтов. Более 50% этих частиц (по массе) имеют размеры, превышающие 2 мм.

Песчаными называют грунты, практически не обладающие пластичностью и более чем наполовину (по массе)  состоящие из зерен размером меньше 2 мм.

Крупнообломочные и песчаные грунты часто объединяют в одну группу сыпучих грунтов, поскольку они являются продуктами физического выветривания массивно-, кристаллических горных пород и обладают сходными строительными свойствами. Плотные сыпучие грунты являются хорошим основанием для сооружений.

Пылеватыми и глинистыми называют грунты, обладающие пластичностью. Они содержат более 3% (по массе) мельчайших частиц чешуйчатой формы наибольшим размером до 0,005 мм (глинистых частиц). Наличием этих частиц и объясняется пластичность глинистых грунтов.

Глинистые грунты, имеющие видимые невооруженным глазом поры, называют макропористыми грунтами (лессами). Лесс — это пылевато-глинистый грунт, содержащий более 50% (по массе) пылеватых (размером 0,05—0,005 мм) частиц, легко- и среднерастворимые слои и карбонаты кальция.

К глинистым грунтам относят и илы. Последние содержат 30—50% (по массе) частиц размером менее 0,01 мм и богаты органическими примесями. Ил — это водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате микробиологических процессов.

Биогенные грунты разделяют на сапропели, заторфованные (песчаные, пылеватые и глинистые) грунты и торфы,

Сапропель — это пресноводный ил, образовавшийся при разложения органических (преимущественно растительных) остатков на дне застойных водоемов (озер) и содержащий более 10% (по массе) органических веществ.

Заторфованные грунты — это песчаные, пылеватые и глинистые грунты, содержащие от 10 до 50% (по массе) органических веществ.

Торф —-это органоминеральный грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% и более (по массе) органических веществ.

Почва — обладающее плодородием природное образование, слагающее поверхностный слой земной коры.

Искусственные грунты — это грунты природного происхождения, закрепленные и уплотненные разными методами, насыпные и намывные грунты, а также отходы хозяйственной деятельности человека. Уплотнение грунтов производится трамбованием, укаткой, осушением, оттаиванием, камуфлетными взрывами, глубинным виброуплотнением, с использованием электроосмоса, поверхностно-активных веществ, песчаных дрен в совокупности с пригрузкой и другими методами.

Физические свойства грунтов Строительная классификация грунтов Механические свойства грунтов Влияние физических и механических характеристик на строительные свойства грунтов Подземные воды и их влияние на строительные свойства грунтов и на фундаменты

Грунтовка. виды, свойства, применение.

Виды материалов

Грунтовка – это жидкий строительный материал, использующийся для подготовки поверхности и улучшения соединения последующих слоев с основанием. Она состоит из смеси наполнителей в связующем полимерном клеевом составе.

В принципе, для этих целей можно брать краску или клей ПВА, разведенные в воде. Но их использование оправдывает себя только в наиболее простых случаях – на ровных поверхностях с нормальной пористостью. В других случаях рекомендуется использовать специальные грунтовочные смеси.

В целом, можно разделить все составы на специальные, пропитывающие, закрепляющие или пенетраторы и праймер — грунтовки, которые используются для первичной отделки.

Цель праймерных составов – увеличить адгезию между основанием и отделочным покрытием. Это классические, широко распространенные грунтовки без специальных добавок.

Пропитывающие составы применяются на сильно пористых и хорошо впитывающих жидкость основаниях. Они очень экономичны, так как закупоривают поры и не позволяют отделочным материалам проникать далеко вглубь материала. Иногда в качестве пропитки используют пенетраторы.

В настоящее время часто применяются закрепляющие грунтовки. Они совместимы со всеми видами бетонов, штукатурок и шпатлевок. Такие составы проникают в основание на глубину от 1 до 5 мм. Засыхая, они образуют цепочки из полимеров, которые делают поверхность более прочной и крепкой. Кроме того, по всей площади выравнивается впитывающая способность. Именно это свойство позволяет снизить расход отделочных материалов.

Интересно, что получившееся покрытие напоминает микроскопическую решетку, способную «дышать», то есть пропускать пары воды.

Кроме того, грунтовки классифицируются по связующим веществам. Существует много групп, некоторые из них представляют собой разведенные специальным составом краски и применяются как основа под них же. Это позволяет существенно уменьшить расход красящего вещества на первый слой, который не впитывается в поверхность.

Грунтовки на минеральной основе сделаны из жидкого раствора цемента, и имеют другое название — «цементное молочко». Они подходят для первичной ускоренной обработки и предварительного выравнивания внутренних стен из штукатурки, бетона, кирпича, газосиликатных и керамзитобетонных блоков.

Алкидные составы считаются наиболее подходящими для необработанного дерева, древесностружечных и древесноволокнистых плит. Говорят, что они «вспучивают» структуру древесины, получая ровную поверхность с прекрасными сцепляющими характеристиками. Не рекомендуется применять их на оштукатуренных или гипсовых поверхностях, потому что в результате получаются ворсистые неровности.

С другой стороны, они образуют устойчивые соединения со стекловолокном, поливинилхлоридным пластиком, оцинкованной сталью, стеклом и кафелем.

Среди этих составов есть материалы с узкой специализацией – влагоизоляционные с противоплесневыми и фунгицидными добавками и особые смеси, предотвращающие проявление на окончательных покрытиях пятен от никотина, дыма, сажи и грязных разводов от протекающей воды. Они могут применяться на любых поверхностях, включая потолки и полы.

Обычно используют сильно пигментированную смесь, создающую полуматовую пленку и усиливающую верхний цвет. Сохнет она за 12 — 16 часов.

Акриловые эмульсионные грунты делают на основе воды. Они применимы почти для всех поверхностей – штукатурки, цемента, бетона, асбеста, дерева и древесных плит и кирпичных стен. Благодаря хорошим сцепляющим свойствам их рекомендуют для использования в сложных случаях – на ранее окрашенных полах и потолках, под стекловолокнистые обои. Они удобны для потребителей – не имеют неприятного запаха и сохнут всего за 2 — 4 часа.

Недостаток такой смеси в том, что ее нельзя применять для защиты металлических частей, так как она пропускают влагу и частички ржавчины. Через некоторое время на отделке проступят коричневые пятна.

Из эпоксидных и полиуретановых красок, разбавленных специальным растворителем, получаются неплохие грунты для подготовки поверхности под эти отделочные материалы.

Натуральная шеллаковая грунтовка делается на основе млечного сока, разбавленного в метиловом спирте. Ею обрабатывают сучки на срезах деревьев, чтобы на них не выступала смола. Кроме того, ей покрывают поверхность для изоляции от растворимых в воде красок — морилок.

Для металлических конструкций используют особые смеси, защищающие их от попадания влаги, причем, для разных металлов используют свои. Для предотвращения специфических повреждений, похожих на оспины, алюминий покрывают грунтовками на цинковой основе либо уретановыми красками. Сталь и другие черные металлы любят алкидные составы с добавками соединений цинка. Наилучшей защитой от коррозии считается смесь, сделанная на фосфате цинка. Хромат этого металла прекрасно подходит для смешанных конструкций из стали и дерева.

Медные, латунные и бронзовые изделия в большинстве случаев не красят, потому что они продаются уже обработанными. Если защитное покрытие трескается и облезает, рекомендуется удалить его уайт — спиритом. После этого металл полируют и лакируют эпоксидными или полиуретановыми грунтами.

Свойства и особенности

Грунтовка должна обладать хорошей проникающей способностью и крепко сцепляться со всеми видами оснований и декоративных покрытий. Такой результат достигается при создании единой физико — химической системы пропитки и двух соседних слоев. Невозможно добиться этого, используя какое — то одно вещество, ведь все материалы различны по строению. Поэтому существуют очень широкое разнообразие видов грунтовок.

Обычно у известных производителей есть линии лаков и красок, предлагающие широкий выбор различных грунтовок. Когда неясно, что лучше подходит для данного случая, практически всегда можно выбрать продукт той же фирмы, у которой были приобретены остальные материалы для ремонта.

Если поверхность сложная, слишком или недостаточно пористая, загрязненная жиром или строительными материалами, то необходимы профессиональные грунтовки. Они имеют выверенный состав и хорошо выполняют все необходимые функции, например, защищают металлические элементы от коррозии и закрепляют осыпающиеся частицы. При их производстве учитывается тип обрабатываемой поверхности – это может быть кирпичная стена, бетон или керамзитобетонные блоки, металл, гипсолит, гипсокартон или дерево. Кроме того, обязательно обращают внимание на влажность помещения, а также способ дальнейшей отделки — покраска, укладка плитки или оштукатуривание.

В их состав входят пленкообразующие вещества – это смолы, битумы, масла, различные виды клея. Кроме того, в них добавляют красители и вещества, ускоряющие высыхание.

Благодаря этому, они могут проникать даже в маленькие поры основания и закрывать их. Составы способны связывать свободные, незакрепленные частицы, приклеивая их к поверхности. Они заметно увеличивают устойчивость поверхности к истиранию и ее прочность. Но самое главное — выравнивается впитывающая способность поверхности. Это объясняется двойственными свойствами грунтовки. Полимерная составляющая прочно склеивается с основанием, а сама пленка ведет себя как покрытие с нормальной пористостью.

Такое свойство позволяет краске ложится ровным слоем, давая одинаковый цвет и фактуру по всей площади. При отделке обоями существенно уменьшается расход клея, притом, что обои крепче и дольше держатся на стене. При работе с керамикой основание грунтуют обязательно. Дело в том, что минеральные клеи много теряют в прочности, если вода из них испаряется слишком быстро.

На 1 м2 идет от 100 до 250 г смеси в зависимости от пористости основания. В целом, это не самый дорогой этап работ – он в 3 — 4 раза дешевле шпатлевки. Зато если пропустить его, то потом возможно, придется расплачиваться отваливающимися кусками ценной штукатурки или отслаивающимися лоскутами обоев. Кроме того, грунтовка защищает основание от повреждений при снятии отслуживших свой срок покрытий.

Условия применения

Грунтовочные материалы необходимо применять, строго следуя инструкциям. Грунтование – не самоцель, а только качественная подготовка основания к последующей отделке.

Самые лучшие параметры сцепления обеспечивает нормально пористая поверхность.

Как определить тип поверхности? Для этого достаточно капнуть на нее водой. Если капля исчезает менее чем за 3 минуты – это сильно пористое основание. На нем материал будет отслаиваться вместе с чешуйками бетона или штукатурки, поэтому специалисты рекомендуют обязательно использовать закрепляющие составы.

Если вода впитывается больше 20 минут – это слабо пористое покрытие, с которого отделка будет слетать, как сухая шелуха с лука. Поэтому на нем хорошо будут держаться закрепляющие грунтовки.

Нормальным считается среднее время от 3 до 20 минут. Но ведь и в этих пределах пористость естественно неодинакова. Поэтому большинство производителей выпускают составы повышенной концентрации. Для работы берут сначала несколько пробных порций, которые разводят разным количеством воды комнатной температуры. Затем кистью обрабатывают небольшие участки поверхности, проверяя, какая плотность будет наилучшей. Оптимальной считается такой состав, когда на поверхности остается блестящий полимерный след. Он не должен быть однородным, напротив, могут быть участки, на которых блеска будет почти не видно.

Выбор типа грунтовки зависит от основания и отделочного материала.

На бетонные монолитные стены, от которых часто отваливаются первые слои штукатурки, рекомендуют наносить составы на минеральной основе. Они могут наноситься неразбавленными или смешанными с водой в соотношении 2:1.

Во влажных комнатах требуется, чтобы грунтовка выполняла и функцию гидроизоляции. В нее вводят антибактериальные добавки, чтобы на стенах не заводилась плесень. Наносят ее для повышения прочности и исключения случайных механических повреждений двумя слоями.

Появляются и новые материалы: например своеобразный гибрид шпатлевки и грунтовки, который разводят водой. Он напоминает нечто среднее между этими материалами по консистенции и толщине слоя. Этот материал заполняет мелкие неровности и шлифуется, как обычная шпатлевка, но показатели адгезии, как и у грунтовки, у него очень высоки. Грунт — шпатлевку можно использовать в качестве финишного слоя перед краской или нанесением обоев. Он хорошо ложится на очень сложные поверхности, за исключением только многолетних наслоений масляной краски.

На рыхлые, крошащиеся или оставляющие меловой след поверхности наносят более толстый слой грунтовки, чем на крепкие и ровные стены. Оптимальным считается слой в 0,2 мм.

Гипсолитовые блоки перед наложением плитки необходимо грунтовать. Получившаяся пленка не позволит клею терять влагу. Иначе, если он сохнет слишком быстро, теряется прочность, и плитки со временем может отлететь.

Популярные ныне самовыравнивающиеся полы невозможны без использования грунтовки. Пластические массы наливают на пол, и они через некоторое время застывают. Если предварительно не прогрунтовать поверхность, то на ней появятся пузырьки и неровности в виде лунок. Кроме того, этим достигается то, что массы высыхают и схватываются равномерно.

Грунтованный цементный пол практически не пылится, меньше истирается и трескается. Вдобавок он хорошо переносит влажную уборку, что очень важно для хозяек, которые не могут подметать бетонные поверхности из — за клубов пыли. Под виниловые или стекловолокнистые обои стены иногда не грунтуют, справедливо считая, что достаточно зашпатлевать и оштукатурить ее. Сами обои в данном случае играют определенную связующую роль, а фактически здесь вместо грунта работает клей.

Под плитку грунтовочный слой может не наноситься, если основание находится в хорошем состоянии.

41mkad.ru

Свойства грунтов. классификация грунтов

Грунтами называются любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания Земли и являющиеся объектам инженерно-строительной деятельности человека. Грунты используются в качестве основания, среды или, материала для возведения зданий и сооружений.

В соответствии с ГОСТ 25100-82 все грунты классифицируют в зависимости от происхождения и условий образования, характера структурных связей между частицами, состава и строительных свойств грунтов.

Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.

Скальные грунты — это грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Скальные грунты подразделяются на разновидности в зависимости от предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, по степени размягчения в воде, растворимости и др.

Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К нескальным грунтам относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей минералов, слагающих    эти    породы.    Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность, дисперсность, что кореннымчобразом отличает их от скальных весьма прочных пород.

В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения. В состав некоторых грунтов входят органические соединения.

Твердые минеральные частицы грунта представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам зерен. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов до   мельчайших   коллоидных   частиц.

Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:

крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные и щебенистые) с содержанием частиц крупнее 2 мм более 50% по массе;

песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые);

пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины).

По плотности сложения песчаные грунты подразделяют на виды в зависимости от значения коэффициента пористости.

Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании,— про-садочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку, называемую просадкой.

Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью ese, начальным просадочным давлением pse и начальной просадочной влажностью wse. Просадочными свойствами обладают лессовые и другие макропористые грунты.

Лессовые грунты — это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и проявляющие просадочные свойства при замачивании водой под нагрузкой.

К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются  в  объеме,  и  при  этом  относительное   набухание    без    нагрузки составляет esme0,04.

К особым видам грунтов также следует отнести биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты.

Грунты, содержащие значительное количество органических веществ, называются биогенными. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и    сапронелы    (пресноводные    илы).

Ил — водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости более 0,9.

Плывуны — это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязкотекучему телу, встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков. Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6—9% и переходом в текучее состояние при 15—17%.

Псевдоплывуны — пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, перехб- дящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.

Почвы или растительные грунты —

это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением и др.), насыпные и намывные.

 СВОЙСТВА ГРУНТОВ. Грунты оснований зданий и сооружений скальные …

Грунтовки — виды и свойства

Грунтовка — это смесь, в состав которой входит связующее. По виду связующего грунтовки делятся на: акриловые, эпоксидные, полиуретановые.

Акриловая грунтовка может применяться для всех поверхностей (стяжки, бетона, дерева, плит ДСП, ДВП и др.). Данная грунтовка разбавляется водой, не имеет запаха и сохнет 2-4 ч.

Эпоксидные и полиуретановые грунтовки применяют для обеспечения хорошего сцепления укладываемых материалов с основанием и для уменьшения пористости основания.

В процессе устройства полов грунтовки используют для обработки всевозможных стяжек, бетонных и цементных полов, окрашенных и неокрашенных деревянных оснований, покрытий из камня и керамической плитки, а также под самовыравнивающиеся смеси.

Также необходимо выделить защитные свойства грунтовок, такие как: предотвращение появления ржавчины, солевых пятен, плесени.

Выпускается целых ряд грунтовок со специальными свойствами:

  • пригодные для полов с подогревом;
  • электропроводящая (на эту грунтовку могут быть уложены электропроводящие покрытия при помощи антистатических клеев);
  • для придания поверхности водоотталкивающих свойств.

При устройстве полов настоятельно рекомендуется использовать материалы (грунтовки, шпаклевки, клеи, самовыравнивающиеся массы и т.д.) одного производителя, т.к. от разных производителей они могут быть несовместимы.

Описание свойств грунтовок фирмы «Бамард»

НаименованиеСвойстваРасход,

г/м²Назначение

UZIN-PE 260 Имеет белый цвет. Обладает адгезионными свойствами и не пропускает воду. Сохнет в течение 2-24 ч. 100-150 Дисперсионная грунтовка для обработки оснований из ДСП, ДВП, дерева и с прочно приставшими остатками клея, асфальтовых и магнезитовых стяжек. Применяют для внутренних работ. При обработке впитывающих цементных стяжек можно использовать смесь, разведенную водой в пропорции 1:1.

UZIN-PE 260L Имеет черный цвет. Обладает электрическим сопротивлением

UZIN-PE 317 Имеет красный цвет. Обладает морозостойкостью, глубокой проникающей способностью, безводная. Сохнет в течение 30-60 мин. 100-200 Адгезионная грунтовка на основе растворителя для внутренних работ. Можно обрабатывать деревянные, цементные, бетонные основания, а также гипсовые и ангидритные (влагочувствительные) стяжки перед укладкой выравнивающих масс UZIN.

UZIN-PE 360 Обладает адгезионными и укрепляющими свойствами. Сохнет в течение 2-24 ч. 100-150 Дисперсионная глубокопроникающая грунтовка для внутренних и наружных работ. Можно обрабатывать бетонные и цементные стяжки, а также гипсовые основания, штукатурку, террацо, кирпичную кладку. Пригодна под нивелирующие массы UZIN.

UZIN-PE 440 Имеет светло-голубой цвет. Не устойчива к морозам. Сохнет в течение 2-12 ч. 100-200 Двухкомпонентная эпоксидная грунтовка для обработки невпитывающих оснований из керамики, террацо и металла под выравнивающие массы UZIN и шпаклевки. Применяют для внутренних работ.

UZIN-PE 450 Имеет желтоватый цвет. Устойчива к химическому воздействию, обладает укрепляющими свойствами. Сохнет в течение 12-24 ч. 300-400 Двухкомпонентная эпоксидная грунтовка для обработки старых оснований из бетона, камня, цемента, террацо. Применяют для наружных и внутренних работ.

UZIN-PE 460 Имеет прозрачный цвет. Обладает защитными, укрепляющими и гидроизолирующими свойствами, а также устойчива к воздействию щелочей и кислот. Сохнет в течение 12-24 ч. 200-400 Двухкомпонентная эпоксидная грунтовка для пароизоляции и упрочнения минеральных оснований. Применяют для наружных и внутренних работ на деревянном полу, бетоне, керамике, террацо, цементных и кальциево-сульфатных стяжках. Если стяжка имеет повышенную влажность, то наносить нужно два слоя.

UZIN-PE 630 Имеет темно-серый цвет. Пастообразная, не устойчива к морозам, обладает заполняющими и выравнивающими свойствами. Наносить нужно слоем, не превышающим 1 мм. Сохнет в течение 1-2 ч. 200-600 Двухкомпонентная дисперсионно-цементная грунтовка для обработки необработанных и прогрунтованных деревянных и паркетных полов, ДСП, старых прочных покрытий из керамики в жилых и производственных помещениях. Применяют для внутренних работ.

Описание свойств грунтовок фирмы ООО «Хенкель Баутехник»

НаименованиеСвойстваРасход,

г/м²Назначение

THOMSIT R 760 Без содержания растворителей, высокоукрывистая, негорючая, с отличной адгезией, экологически безопасная. Имеет малый срок высыхания. 100 Вододисперсионная пленкообразующая грунтовка для обработки гладких, плотных, невпитывающих оснований из керамики, камня, асфальта, а также оснований из дерева перед нанесением самонивелирующих масс и дисперсионных клеев, исключая клей для паркета.

CERESIT CT 17 Экологически безопасная, без запаха и растворителей. Снижает впитывающую способность и укрепляет поверхность основания. 100-200 Вододисперсионная грунтовка для обработки, укрепления и импрегнирования (придания поверхности водоотталкивающих свойств) поверхностей пола и стен перед укладкой покрытий из керамики, паркета или покраской. Применяют для обработки керамических и каменных поверхностей; ячеистого бетона; впитывающих штукатурок и ангидритных наливных, монолитно-цементных полов; ДСП, гипсокартонных, столярных и гипсовых плит.

CERESIT CN 94 Обеспечивает высокую адгезию покрытий, укрепляет и гидрофобизирует поверхность основания. 20-120 Универсальная грунтовка для подготовки впитывающих, невпитывающих и критических оснований перед нанесением нивелирующих масс, укладкой керамической плитки, натурального камня и т.д. Применяется для обработки окрашенных и неокрашенных деревянных оснований, цементных и ангидритных стяжек, бетона, полимерных покрытий, глазурованных керамических или из искусственного и натурального камня покрытий, цементных, цементно-известковых, гипсовых панелей и штукатурок; газобетона и пенобетона.

Описание свойств грунтовок фирмы ЗАО «Штерн-Дюккерхофф»

НаименованиеСвойстваРасход,

г/м²Назначение

SOPRO HK 553 Образует слой, который обеспечивает хорошую сцепляемость клеевых растворов с основанием. 80-200 Грунтовочная дисперсия для обработки слабовпитывающих, гладких оснований, таких, как масляная краска или старая плитка. Применяют в сухих помещениях для внутренних работ.

Физические свойства грунтов, показатели физических свойств грунта

свойства, характеризующие физические состояние грунта и способность изменять это состояние под влиянием физико-химических факторов — объемный и уд. вес, влажность, границы пластичности, липкость, усадка, набухание, размоканпе, водопроницаемость, структурная связность. Физические свойства грунтов изучаются в грунтоведении.

Объемн. в. грунта — вес единицы объема грунта. Различаются: объемн. в. влажного грунта (у г!см3), равный отношению веса образца грунта к его объему, и объемн. в. скелета грунта (уск г/см3) — отношение веса образца грунта, высушенного при 100—105° С, к его первоначальному объему. Объемн. в. грунтов устанавливают для образцов ненарушенного сложения и природной влажности, отобранных из скважин или шурфов, методами режущего кольца или парафинироваиия. По первому методу объемн. в. определяют как частное от деления веса грунта в объеме кольца (диаметром не менее 50 мм, высотой 40 мм) на его объем. По второму методу объем образца (овальной формы весом не менее 30 г, покрытого парафиновой оболочкой) определяют в воде по весу вытесненной воды. В полевых условиях объемн. в. грунта можно установить без отбора образца радиометрия. методохм, основанным на способности грунта поглощать лучи радиоактивного кобальта.

Уд. в. грунта (уч) равен отношению веса твердой фазы (частиц) грунта к весу воды равного объема. Уд. в. грунтов определяют в лаборатории в пикнометре (мерной колбе). Навеску грунта помещают в пикнометр, доливают дистиллированной водой и кипятят для удаления пузырьков воздуха, затем пикнометр с грунтом и водой охлаждают, доливают дистиллированной водой до метки и взвешивают.

Влажность грунта (W) — отношение веса содержащейся в грунте воды к весу абсолютно сухого грунта, выраженное в процентах. Влажность грунта определяют методом высушивания навески грунта при темп-ре 100—105° до постоянного веса. Можно оценить природную влажность грунта в массиве без отбора образцов, напр. определением электропроводности или радиометрия. методом.

Пористость грунта (п) — отношение объема пор ко всему объему, занимаемому грунтом, выраженное в процентах. Отношение объема пор к объему, занимаемому грунтовыми частицами, наз. коэфф. пористости (е). Пористость и коэфф. пористости грунта вычисляются по формулам на основании экспериментально определенных значений влажности, объемн. и уд. весов. Доля заполнения объема пор грунта водой наз. степенью влажности (G), величина ее может изменяться от 0 до 1 (полное насыщение).

Степень уплотнения песка характеризуется относит, плотностью (D), к-рая вычисляется по значениям коэфф. пористости песка в самом рыхлом, естественном и самом плотном состояниях. При этом D=0 для песка в самом рыхлом состоянии и D—1 для песка в самом плотном состоянии. Плотность глинистых грунтов характеризуется их консистенцией (В), к-рая в зависимости от количества воды в грунте может быть текучей, пластичной или твердой. Пластичность грунта — способность под воздействием внешних усилий деформироваться без разрыва сплошности и сохранять приобретенную форму после устранения действия внешней силы. В практике принят косвенный метод оценки пластичности, основанный иа определении диапазона влажности (влажность границы текучести и влажность границы раскатывания), в к-ром проявляются пластич. свойства грунта.

Граница текучести (WT) соответствует влажности, при незначительном превышении к-рой грунт переходит в текучее состояние. Границу текучести глинистых грунтов устанавливают по величине вдавливания под собственным весом баланснр- ного конуса весом 76 г, высотой 22 мм с углом заострения 30°. Граница текучести характеризуется весовой влажностью (в процентах) теста, изготовленного из грунта и воды, прн к-рой балансирный конус погружается за 5 сек на глубину 10 мм. Граница раскатывания (Wp) характеризуется весовой влажностью (в %) грунта, при незначительном уменьшении к-рой пластичное тесто, приготовленное из грунта и воды, при раскатывании в жгут толщиной 3 мм начинает крошиться. Разница во влажности на границе текучести и на границе раскатывания наз. числом пластичности (Wn).

Липкость, т. е. способность глинистого грунта при соприкосновении с различными предметами прилипать к ним, проявляется при влажности меньше WT и больше Wv. Липкость измеряется усилием, необходимым для отрыва металлич. пластинки от грунта.

К физическим свойствам грунтов относится влагоемкость, т. е. способность грунта поглощать определенное количество воды; влагоемкость подразделяется на гигроскопическую, максимальную молекулярную, капиллярную и полную. При оценке строит, свойств грунтов наибольшее значение имеет макс, молекулярная влагоемкость, к-рая характеризует количество связанной воды в грунте и по своей величине для глинистых грунтов близка к влажности на границе раскатывания. Максимальную молекулярную влагоемкость определяют по методу влагоемких сред, замешивая тесто из грунта, близкого по влажности к границе текучести. Затем лепешку из этого теста помещают под гидравлич. пресс и выдерживают под давлением 65,5 кг(см2 ее весовая влажность характеризует макс, молекулярную влагоемкость или количество связной воды в грунте.

Набухание грунта — увеличение его объема прн взаимодействии с водой, вследствие чего развивается давление набухания. Усадка грунта — уменьшение объема при испарении свободной и капиллярной воды, в результате чего грунтовые частицы сближаются под влиянием сил молекулярного притяжения. Влажность, при к-рой на поверхности грунта появляются трещины, наз. пределом усадки. Величину усадки определяют по уменьшению линейных (линейная усадка) или объемных (объемная усадка) размеров образцов грунта и выражают в процентах по отношению к длине или объему влажного образца.

Водопроницаемость — способность грунтов пропускать через себя воду. Она характеризуется коэфф. фильтрации — к (см/сек или м/сутки). Коэфф. фильтрации равен скорости фильтрации при единичном градиенте напора. Коэфф. фильтрации песчаных грунтов определяют в приборах без внешнего давления на грунт, а глинистых грунтов — в приборах с внешним давлением на грунт, при постоянной пористости в процессе определения. Коэфф. фильтрации в полевых условиях определяется методом откачек.

Структурная связность грунтов—проявление внутренних связей в грунтах, определяющих в процессе формирования и последующего существования их структуры. Структурные связи обусловлены силами молекулярного взаимодействия между минеральными частицами и водой или цементацией. По своей природе они разделяются на водно-коллоидные (эластичные и вязко-пластичные) и кристаллизационные (жесткие). Способность нек-рых грунтов с водно-коллоидными связями, иапр. илов, восстанавливать в известной мере разрушенную структуру наз. тиксотропией. Оценивают структурную связность по разности механич. прочности (предельное напряжение сдвига или минимальное давление расплющивания) образцов нарушенной и ненарушенной структуры.

Размокаемость грунтов — способность глинистых грунтов при впитывании воды терять связность и превращаться в рыхлую массу с полной потерей несущей способности. Показателем размокания является время распада образца грунта в воде и характер распада.

Физические свойства грунтов зависят от их гранулометрия, и минералогич. составов, от состава обменных катионов, присутствия гумуса. Гранулометрическим составом грунта наз. содержание в нем частиц различной величины, выраженное в процентах к весу абсолютно сухого образца. Частицы грунта, близкие по величине, объединяют в гранулометрич. фракции, напр. частицы более 2 мм называют гравием; от 2 до 0,10 мм — песком; 0,10— 0,005 — пылью; менее 0,005 — глинистыми. По гранулометрич. составу классифицируют песчаные и крупнообломочные грунты.

Гранулометрич. состав грунта определяют ситовым методом — рассеиванием грунта на ситах, и гидравлич. методом, основанным на различной скорости падения в воде частиц разной крупности. Сюда относятся метод отмучивания (для песков), предусматривающий носледовательное взятие проб из суспензии (нипеточный), и метод, основанный на учете изменения плотности суспензии во времени (ареомет- рпческпй).

Минералогпч. состав грунтов, гл. обр. состав минералов их глнпистой фракции, обусловливает количественные показатели физических свойств грунта благодаря различному строению крпсталлич. решеток минералов и различной интенсивности взаимодействия их с водой. Особенно выделяются грунты группы монтмориллонита и каолинита. Минералы группы монтмориллонита, имеющие наиболее подвижную крпсталлич. решетку, отличаются высокими дисперсностью, пористостью, пластичностью, набуханием, липкостью, усадкой, малой водопроницаемостью. Из одновалентных обменных катионов чаще всего присутствует в грунтах ион натрия, к-рый увеличивает дисперсность грунтов, их пластичность, набухание, липкость, ухудшает строит, качества.

Лит.: Руководство по лабораторному определению физико-механических характеристик грунтов при устройстве оснований сооружений, М., 1956; Сергеев Е. М., Грунтоведение, 2 изд., М., 1959; Цытович Н.А., Механика грунтов, 4 изд., М., 1963; Чаповский Е. Г., Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. Практическое руководство, 2 изд., М., 1958.

Физические характеристики грунтов. Строительные качества грунтов

Строительные качества грунтов оценивают по ряду физических характеристик. … Основные свойства и строительная классификация грунтов. Земляные …

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ совокупность свойств…

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов

…СВОЙСТВА И СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ. Земляные…

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов.

›Технология и организация

Строительные свойства грунтов. Свойства пылевато-глинистых грунтов

Существенное влияние на свойства нескальных грунтов оказывают плотность и влажность грунтов. … Строительные качества грунтов оценивают по ряду физических характеристик.

СВОЙСТВА ГРУНТОВ. Классификация грунтов

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов

›Возведение подземной части

ГРУНТЫ — строительные свойства и классификация грунтов

Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в … Основные свойства и строительная классификация грунтов.

›Строительные технологии

СВОЙСТВА ГРУНТОВ. Грунты оснований зданий и сооружений скальные…

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов. Грунтами

…Выемки прорезающие неоднородные по физическим свойствам грунты…

…1:0,5; в лессах в остальных случаях, а также в лессовидных грунтах в зависимости от свойствгрунты, могут иметь откосы переменной крутизны, соответствующие устойчивости грунтов.

Буровые и горнопроходческие работы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ГРУНТОВ…

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов. Грунтами

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УКЛАДКИ И УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ. Контрольные…

Новейшим методом определения физических характеристик грунта и в том числе его плотности … Кроме указанных выше способов исследования свойств грунтов наиболее…

Установки СПК. Статическое зондирование грунтов

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов. Грунтами

…и горнопроходческие работы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ГРУНТОВ…

Из многих факторов, влияющих на технологию производства и стоимость земляных работ, основными являются физические и механические свойства грунтов. Грунтами

›Основания

ГРУНТОВАЯ ВОДА. Физические свойства грунтовой воды

При выводе общих зависимостей движения грунтовых и фильтрационных потоков чаще всего вода … В данном разделе. рассматриваются физические свойства воды в том объеме, который.

Исследование фильтрационных свойств грунтов — водоподъемники…

Водопонижение приводит не только к изменению физических свойств породы, … установки (ЭИ) используют для вакуумирования грунтов и понижения уровня подземных вод … известняки…

Специфические свойства грунтов. Пучинистые грунты

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ. Специфические свойства грунтов. … Набухание грунтов в соответствии со СНиП 11-15—74 характеризуют следующие показатели…

КОНСТРУКЦИИ САДОВЫХ ДОМИКОВ. Выбор типа фундамента.

Несущая способность грунтов зависит 07 их физических свойств (состава, плотности, влажности ДР-) и характеризуется величиной нормативного давления. выраженного в кг/см2.

Свойства и качество грунта. ГРУНТЫ И ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ…

Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений … Поэтому имеют значение и теплофизические характеристики грунтов — их теплоемкость и теплопроводность.

›Строительное производство

Исследование оснований и испытания свай. исследование грунтов…

При инженерно-геологических изысканиях в процессе лабораторных исследований и полевых испытаний определяют физические свойства грунтов, их классификационные характеристики

›СВАИ и свайные фундаменты

Производство земляных работ

Угол естественного откоса грунта характеризуется его физическими свойствами: силой сцепления … Основные свойства грунтов и детальная их классификация приведены в СНиПе.

›Основы›