Пилувато-глинисті грунти в залежності від кількості води, що міститься в них, можуть мати консистенцію (густоту тіста) від твердої до текучої. Для визначення консистенції знаходять характерні вологості пилувато-глинистих ґрунтів, які називаються межею розкочування та межею плинності.
Кордоном розкочування називається вологість грунту, коли він втрачає здатність розкочуватися в шнур діаметром 2..3 мм.
Кордоном плинності називається вологість ґрунту, при якій стандартний конус занурюється у зразок на глибину 10 мм.
Рис. 1.4. Визначення межі розкочування ґрунтів
Числом пластичності ґрунту називається різниця між кордоном плинності та межею розкочування:
(1.18)
Консистенція пилувато-глинистого грунту оцінюється за показником плинності:
(1.19)
Таблиця 1.5. Стан глин та суглинків
Для супісків внаслідок малої точності визначення значень і розрізняють лише три стани: твердий, пластичний та плинний.
Таблиця 1.6. Стан супісків
У групі пилувато-глинистих грунтів виділяються лесові грунти та мули - мають специфічні несприятливі властивості.
Лісові ґрунти містять більше 50% пилуватих частинок з наявністю солей, в основному карбонату кальцію, володіють переважно макропористою структурою і відносяться до категорії структурно-нестійких просадних ґрунтів. Просідання називається швидко розвивається осаду, викликана різкою зміною структури грунту. Значні опади у разі порушення структури просадних грунтів обумовлені тим, що у природних умовах вони бувають недоущільненими. У процесі утворення не відбувається повного ущільнення від дії власної ваги внаслідок утворення нових структурних зв'язків. Такі грунти стають макропористими і при деяких зовнішніх впливах (замочування, вібрація), що руйнують зв'язки, що виникли, можуть доущільнюватися, що викликає їх значні опади. Можливість прояву просадних властивостей грунтів попередньо оцінюється ступенем їх вологості та показником просадності, який визначається за формулою:
де: е - коефіцієнт пористості природного ґрунту; - Коефіцієнт пористості, що відповідає вологості на межі плинності (1.16).
Порівняння природної вологості ґрунту з вологістю на межі розкочування дозволяє встановлювати його стан за показником плинності
,
(1.11)
яким глинисті грунти поділяються на такі різновиди:
тверда................... 
<
0
пластична.............від 0 до 1 включно
текуча....................>1
Суглинки та глини:
тверді................................ 
<
0
напівтверді........................від 0 до 0,25
тугопластичні..................від 0,25 до 0,5
м'якопластичні ................ від 0,5 до 0,75
текучепластичні...............від 0,75 до 1
текучі.................................>1
Максимальна щільність та оптимальна вологість ґрунту
У процесі зведення земляних споруд та планування територій доводиться ущільнювати ґрунти. При цьому підвищується міцність ґрунту, знижуються його водопроникність та капілярність. Максимальний ступінь ущільнення необхідний у верхніх шарах насипу, в яких виникають найбільші напруження від зовнішніх навантажень.
Ступінь ущільнення оцінюється за величиною коефіцієнта ущільнення. Ущільнюючи ґрунти з різною вологістю однієї і тієї ж роботи ущільнення, отримують різні значення величини щільності сухого ґрунту. Вологість, при якій досягається максимальна щільність сухого ґрунту 
при стандартному ущільненні, називається оптимальною
W opt .
У лабораторних умовах W optі 
визначають, використовуючи прилад Союздорнії (рис. 1.7). Метод полягає у встановленні залежності щільності сухого ґрунту від його вологості при ущільненні зразків ґрунту з постійною роботою ущільнення та послідовному збільшенні вологості ґрунту. Проводять не менше 5 – 6 дослідів за різної вологості ґрунтів. Грунт ущільнюють у склянці приладу пошарово ударами вантажу масою 2,5 кг, що падає з висоти 30 см. Кожен шар грунту (всього 3 шари) ущільнюють 40 ударами. Після ущільнення у кожному досвіді визначають 
і 
і будують графік завис 
майно 
(Рис. 1.8).
За графіком визначають вологість, при якій стандартним ущільненням досягається максимальна щільність сухого ґрунту 
. Ступінь ущільнення земляної споруди оцінюється величиною коефіцієнта ущільнення
,
(1.12)
де 
- Коефіцієнт ущільнення ґрунту земляної споруди; 
- Щільність сухого грунту; 
– максимальна щільність того ж сухого ґрунту при стандартному ущільненні. Величина 
задається проектом земельної споруди в діапазоні від 0,92 до 1,00.
Контрольні питання
1.Визначення ґрунту за ГОСТ 25100-95.
2. Які є генетичні типи континентальних відкладень?
3.З чого складаються ґрунти?
4.Что розуміється під структурою та текстурою ґрунту?
5.Які особливості глинистих мінералів?
6.У якому вигляді у ґрунтах зустрічається вода?
7. Які структурні зв'язки існують у ґрунтах?
8.Які розміри великоуламкових, піщаних, пилуватих та глинистих частинок?
9.Що називається гранулометричним складом ґрунту?
10.Як визначити коефіцієнт неоднорідності ґрунту?
11. Які фізичні характеристики ґрунту є основними?
12.Як класифікуються піщані ґрунти?
13.Що називається числом пластичності?
14.Как класифікуються зв'язні ґрунти?
15. Що таке показник плинності? У яких межах вона змінюється?
16.Для чого служить метод стандартного ущільнення ґрунту?
1У цій статті викладено результати лабораторних досліджень характеристик консистенції глинистих ґрунтів відповідно до російської та німецької стандартних методик, проведених в інституті механіки ґрунтів Брауншвейгського технічного університету. Розглянуто проблематика різниці у класифікації глинистих грунтів та методик визначення характеристик консистенції грунту відповідно до російських та німецьких нормативних стандартів. Проведено порівняльний аналіз впливу характеристик консистенції на класифікацію пилувато-глинистих ґрунтів за російськими та німецькими стандартами. Встановлено, що інтервал пластичності відповідно до німецьких норм більше, ніж інтервал пластичності згідно з вітчизняними стандартами для одного і того ж ґрунту, оскільки вологість на межі плинності, визначена за DIN вище, ніж вологість на межі плинності, визначена за ГОСТ. Виведено кореляційну залежність між цими значеннями верхньої межі пластичності.
консистенція
межа плинності
межа розкочування
число пластичності
показник плинності
1. ГОСТ 5180-84. Ґрунти. Методи лабораторного визначення фізичних показників.
2. ГОСТ 25100-2011. Ґрунти. Класифікація.
3. DIN 18121-1 (April 1998). Baugrund, Untersuchung von Bodenproben. Wassergehalt. Teil 1: Bestimmung durch Ofentrocknung.
4. DIN 18121-2 (August 2001). Baugrund, Untersuchung von Bodenproben. Wassergehalt. Teil 2: Bestimmung durch Schnellverfahren.
5. DIN 18122-1 (Juli 1997). Baugrund, Untersuchung von Bodenproben. Зустандсгрензен (Консістансгрензен). Teil 1: Bestimmung der Flieβ- und Ausrollgrenze.
6. DIN 18122-2 (September 2000). Baugrund, Untersuchung von Bodenproben. Зустандсгрензен (Консістансгрензен). Teil 2: Bestimmung der Schrumpfgrenze.
8. DIN ISO/TS 17892-12 (Januar 2005). Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben – Teil 12: Bestimmung der Zustandsgrenzen.
У процесі інтеграції інженерних шкіл та спільності розв'язуваних геотехнічних завдань на території різних країн виникає питання про правильність застосування тих чи інших характеристик ґрунтів, що використовуються в геотехнічних розрахунках, що визначаються за різними методиками, а також трактування отриманих результатів.
Основою для опису та класифікації ґрунтів як у вітчизняних, так і в зарубіжних нормах є фізичні характеристики, які в силу дисперсності ґрунтів та історичних геотехнічних традицій можуть по-різному трактуватися у різних країнах.
Оскільки дисперсність грунту значно впливає на його пластичність, то за показником пластичності I Рз певною достовірністю можна характеризувати літологічні різниці глинистих ґрунтів. Це припущення і є основою російської класифікації. До супесів відносяться ґрунти з I Рвід 1 до 7 включно, до суглинок - від 7 до 17, до глини - понад 17.
У німецьких стандартах існує дещо інша класифікація. Відповідно до DIN глинистий грунт поділяють на: суглинок, глину, суглинок із піском, глину з піском, тобто. немає виділення такого різновиду глинистого ґрунту, як супісок. Різновид грунту визначається за графіком пластичності (рис. 6). Графік є прямолінійною залежністю (А-лінія), вираженою функцією I Р=0,73 · ( W L-20), де W L- У %. Значення I Р≤ 4% або нижче А-лінії характеризують суглинок, значення I Р≥ 7% та вище А-лінії – глину. При цьому, якщо значення W Lменше 35% - слабопластичний ґрунт, якщо W Lлежить межах від 35% до 50% - середньопластичний ґрунт, якщо W Lбільше 50% - сильнопластичний ґрунт.
Для кількісної оцінки стану консистенції ґрунту використовується показник плинності. I L. У німецьких стандартах існує ще показник консистенції Ic, який є зворотним показником I Lі використовується як основний показник для опису стану консистенції ґрунту. Класифікація грунтів за показниками плинності та консистенції представлена у таблицях 1 та 2.
Таблиця 1
Значення I Lдля різних станів консистенції глинистого ґрунту згідно з ГОСТ
|
Стан консистенції |
Найменування ґрунту |
||
|
Суглинок та глина |
|||
|
I L>1 |
I L>1 |
||
|
Пластичне |
Текучепластичне |
0,75<I L≤1 |
0≤ I L≤1 |
|
М'якопластичне |
0,5<I L≤0,75 |
||
|
Тугопластичне |
0,25<I L≤0,5 |
||
|
Напівтверде |
0≤ I L≤0,25 |
||
|
I L<0 |
I L<0 |
||
Таблиця 2
Значення I Lі I cдля різних станів консистенції глинистого ґрунту згідно з DIN
У німецьких нормах текучепластичний стан представлено великим інтервалом по відношенню до російських стандартів, що веде до невідповідності інших інтервалів станів консистенції. Для визначення твердого стану згідно з DIN існує ще одна межа перехідного стану - межа переходу з напівтвердого стану до твердого Ws. Твердий стан приймається, якщо значення I збільше, ніж значення I з, відповідне Ws, на графіку залежності I з/I Lвід вологості (рис. 1). Wsвизначається згідно з DIN за формулою:
V d- Об'єм сухого грунту, см 3 ;
m d- маса сухого ґрунту, г;
ρ s- щільність частинок ґрунту, г/см 3;
ρ w- Щільність води, г/см 3 .
Рис. 1. Графічне подання класифікації станів глинистого ґрунту згідно з німецькими нормами
Відмінність у класифікації та різниця методик визначення характеристик консистенції можуть давати і різні значення класифікаційних показників, а, отже, й інше уявлення про цей ґрунт.
Для визначення параметрів консистенції та порівняння результатів було проведено ряд дослідів у лабораторії інституту Механіки ґрунтів Брауншвейгського технічного університету за російською та німецькою технологіями. Характеристики консистенції визначалися для двох видів глинистого ґрунту: суглинку текучого та напівтвердої глини згідно з класифікацією відповідно до ГОСТ.
За російською технологією межа плинності була визначена відповідно до ГОСТу за допомогою балансирного конуса (Васильєва). Верхня межа пластичності відповідає такому стану ґрунту, при якому стандартний конус за 5 с занурюється під дією власної ваги на глибину 1 см.
За німецькою методикою визначення межі плинності використовувалися прилади Fließgrenzegerät згідно DIN і Fallkegelgerät згідно DIN.
Основним методом визначення межі плинності в Німеччині є метод, описаний в DIN, з використанням приладу Fließgrenzegerät, але, оскільки цей метод багато в чому залежить від людського фактора, від правильності тарування приладу і, крім того, має велику трудомісткість, в іншому стандарті DIN пропонується замінити його спосіб визначення межі плинності з допомогою приладу Fallkegelgerät.
Прилад Fließgrenzegerät є блоком з твердої гуми, на якому встановлена чаша з мідно-цинкового сплаву з ударним пристроєм. Чаша заповнюється ґрунтом, у якому нарізається борозна. Потім ударний пристрій приводиться в дію, чаша швидко піднімається і опускається. Далі фіксується число зіткнень, у яких борозна закривається щонайменше ніж 1 див (рис. 2).
Рис. 2.Визначення межі плинності в приладі Fließgrenzegerät:
Таких випробувань проводиться щонайменше 4 з поступовим висушуванням або доулагодженням ґрунту, після кожного досвіду відбирається проба ґрунту масою 15-20 г для визначення вологості та будується графік залежності кількості ударів від вологості (рис. 3). Графік являє собою пряму, за якою визначається значення вологості на межі плинності, що відповідає 25 ударам.
Рис. 3.Графік залежності кількості ударів від вологості:
а, б - відповідно, для суглинку та глини відповідно до російської класифікації
При випробуваннях з використанням приладу Fallkegelgerät, як і при випробуваннях згідно з ГОСТ, вимірюється глибина, на яку конус занурився за 5 с під дією власної ваги. Прилад являє собою штатив, на якому встановлені конус, що опускається, штангенциркуль для вимірювання опади конуса, спеціальна чаша для проведення випробувань (рис. 4).
Рис. 4.Визначення межі плинності в приладіFallkegelgerät:
а) до випробування; б) після випробування
Проводиться не менше 4 випробувань з поступовим висушуванням або дозволоження грунту. Будується графік залежності глибини занурення конуса від вологості, яким і визначається межа плинності, що відповідає глибині занурення 20 мм (рис. 5).
Рис. 5. Графік залежності глибини занурення конуса від вологості:
а, б - відповідно для суглинку та глини відповідно до російської класифікації за
Вологість межі розкочування як у ГОСТ, і DIN визначається однаково. Нижня межа пластичності відповідає такому стану ґрунту, у якому він почне розпадатися на дрібні шматочки, якщо розкотити їх у шнур діаметром 3 мм.
Вологість ґрунту визначалася еталонним методом як відповідно до ГОСТу, так і відповідно до DIN висушування до постійної маси в сушильній шафі при температурі 105°С. Існують у німецьких стандартах експрес-методи визначення вологості, описані в DIN, не застосовувалися.
Графік пластичності представлений малюнку 6.
Рис. 6. Графік пластичності:
* Різновид грунту в залежності відIРзгідно з російською класифікацією відповідно до ГОСТ
ST- суміш глини з піском, SU- суміш суглинку з піском,
TL- слабопластична глина, UL- слабопластичний суглинок,
TM- Середньопластична глина, UM- середньопластичний суглинок,
TA- сильноспластична глина, UA- сильнопластичний суглинок;
Значення, отримані з використанням приладу Fallkegelgerät, відповідно, для суглинку та глини згідно з російською класифікацією по ,
Значення, отримані при використанні приладу Fließgrenzegerät, відповідно, для суглинку та глини відповідно до російської класифікації.
Результати та класифікація зведені в таблиці 3 та 4.
Таблиця 3
Отримані результати випробувань для суглинку текучого згідно з російською класифікацією
|
Нормативний документ |
Найменування ґрунту |
|||||
|
ГОСТ 25100-2011 |
Суглинок текучий |
|||||
|
DIN ISO/TS 17892-12 |
Глина слабопластична в текучому стані |
|||||
|
Глина слабопластична в текучепластичному стані |
Таблиця 4
Результати випробувань для глини напівтвердої згідно з російською класифікацією
|
Нормативний документ |
Найменування ґрунту |
|||||
|
ГОСТ 25100-2011 |
Глина напівтверда |
|||||
|
DIN ISO/TS 17892-12 |
||||||
|
Глина сильнопластична в тугопластичному стані |
Для зіставлення класифікаційних показників, що визначаються різними методиками та мають різні значення, у ГОСТ наведено кореляційну залежність між кордоном плинності згідно з міжнародним стандартом. LL) та межею плинності за ГОСТ ( W L):
LL= 1,48 · W L - 8,3 (2)
В результаті проведеного аналізу отриманих даних функція залежність між цими ж стандартами має дещо інший вигляд:
LL= 1,2 · W L - 4,21 (3)
Однак аналогічно отримана залежність між DIN та ГОСТ дуже близька до функції (2):
LL= 1,47 · W L -7,45 (4)
Слід зважити, що результати отримані на обмеженій кількості експериментальних даних. Для більш точних результатів потрібні подальші розширені дослідження.
Основні висновки
- Графік пластичності, що використовується в німецьких нормах для класифікації глинистого ґрунту, залежить від двох показників: W Lі I pщо дозволяє визначити не тільки різновид грунту, але і його здатність виявляти пластичні властивості. Це сприяє більш точній оцінці та класифікації ґрунту. При цьому відсутній такий різновид ґрунту, як супісь. Натомість на графіку пластичності відповідна область позначена як суміш глини з піском або суміш суглинку з піском.
- Вологість на межі плинності W Lмає різні значення в залежності від того, згідно з яким нормативним стандартом вона визначається. Так, наприклад, W L для глини згідно з російською класифікацією за ГОСТом, визначеною відповідно до ГОСТу, менше на 6,5 %, ніж W Lтого ж ґрунту, визначена за DIN, і на 16,2 % менше, ніж W L, визначена за DIN. Для суглинку згідно з російською класифікацією за ГОСТ W Lменше на 1,7% та на 5,6% відповідно.
- Істотні відмінності значень W Lговорять про різну пластичність ґрунту I p, отже, можуть характеризувати той самий грунт по-різному. Крім того, відмінність показника плинності I Lі невідповідність класифікації дають інше уявлення про стан ґрунту і, як наслідок, про його характеристики міцності та деформованості та роботи під дією навантажень та впливів у цілому.
Рецензенти:
Миронов В.В., д.т.н., професор, ФДБОУ ВПО ТюмГАСУ, м. Тюмень;
Чекардовський М.М., д.т.н., професор, завідувач кафедри теплогазоводопостачання та вентиляції, ФДБОУ ВПО ТюмДАСУ, м. Тюмень.
Бібліографічне посилання
Пронозін Я.А., Калугіна Ю.А. ПОРІВНЯННЯ ВПЛИВУ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСИСТЕНЦІЇ НА КЛАСИФІКАЦІЮ ПИЛЮВАТО-ГЛИННИХ ГРУНТІВ Згідно з РОСІЙСЬКИМИ І НІМЕЧЧИНИМИ НОРМАТИВНИМИ СТАНДАРТАМИ // Сучасні проблеми науки і. - 2015. - № 1-1.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=19024 (дата звернення: 01.02.2020). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»
Вологість ґрунтів визначають висушуванням проби ґрунту при температурі 105°С до постійної маси. Відношення різниці мас проби до та після висушування до маси абсолютно сухого ґрунту дає значення вологості, що виражається у відсотках чи частках одиниці. Частка заповнення пор грунту водою - ступінь вологості S rрозраховують за формулою (див. табл. 1.3). Вологість піщаних грунтів (за винятком пилуватих) змінюється в невеликих межах і практично не впливає на міцнісні та деформаційні властивості цих грунтів.
Характеристики пластичності пилувато-глинистих ґрунтів - це вологість на межах плинності Wlірозкочування ш Р, що визначаються в лабораторних умовах, а також число пластичності /р та показник плинності II,обчислювані за формулами (див. табл. 1.3). Характеристики w L , w Pі Ipє непрямими показниками складу (гранулометричного та мінералогічного) пилувато-глинистих ґрунтів. Високі значення цих характеристик властиві ґрунтам з великим вмістом глинистих частинок, а також ґрунтам, до мінералогічного складу яких входить монтморилоніт.
1.3. КЛАСИФІКАЦІЯ ГРУНТІВ
Ґрунти підстав будівель і споруд поділяються на два класи: скельні (ґрунти з жорсткими зв'язками) та нескельні (ґрунти без жорстких зв'язків).
У класі скельних грунтів виділяють магматичні, метаморфічні та осадові породи, які поділяються за міцністю, розм'якшенням та розчинністю відповідно до табл. 1.4. До скельних ґрунтів, міцність яких у водонасиченому стані менше 5 МПа (напівскальні), відносяться глинисті сланці, пісковики з глинистим цементом, алевроліти, аргіліти, мергелі, крейди. При водонасиченні міцність цих ґрунтів може знижуватися у 2-3 рази. Крім того, в класі скельних ґрунтів виділяються також штучні-закріплені в природному заляганні тріщинуваті скельні, і нескельні ґрунти. Ці ґрунти поділяються за способом закріплення (цементація, силікатизація,
 |
 |
бітумізація, смолізація, випал та ін) і по нделе міцності на одновісне стиснення після закріплення так само, як і скельні ґрунти (див. табл. 1.4).
Нескельні ґрунти поділяють на великоуламкові, піщані, пилувато-глинисті, біогенні та ґрунти.
■ До великоуламкових відносяться несцементовані грунти, в яких маса уламків більше 2 мм становить 50% і більше. Піщані - це ґрунти, що містять менше 50% частинок більше 2 мм і не мають властивість пластичності (число пластичності /р<
Властивості великоуламкового грунту при вмісті піщаного заповнювача більше 40% і пилувато-глинистого більше 30% визначаються властивостями заповнювача можуть встановлюватися за випробуванням заповнювача. При меншому змісті заповнювача властивості великоуламкового ґрунту встановлюють випробуванням ґрунту в цілому. При визначенні властивостей піщаного заповнювача враховують такі його характеристики - вологість, щільність, коефіцієнт пористості, а пилувато-глинистого заповнювача - додатково число пластичності та консистенцію.
Основним показником піщаних ґрунтів, що визначає їх міцнісні та деформаційні властивості, є щільність додавання. За щільністю додавання піски поділяються за коефіцієнтом пористості е, питомим опором грунту при статичному зондуванні. q cта умовному опору ґрунту при динамічному зондуванні q&(Табл. 1.7).
При відносному вмісті органічної речовини 0,03
0,5 % - при вмісті піщаного заповнювача 40 % і більше;
Піщані ґрунти відносяться до засолених, якщо сумарний вміст зазначених солей становить 0,5 % і більше.
Пилувато-глинисті грунти поділяють у пластичності h(табл. 1.8) і за кон-
 |
 |
 |
систенції, що характеризується показником плинності 1 L(Табл. 1.9). Серед пилувато-глинистих ґрунтів необхідно виділяти лесові ґрунти та мули. Лісові ґрунти - це макропористі ґрунти, що містять карбонати кальцію і здатні при замочуванні водою давати під навантаженням просідання, легко розмокати і розмиватися. Іл - водонасичений сучасний осад водойм, що утворився в результаті протікання мікробіологічних процесів, що має вологість, що перевищує вологість на межі плинності, коефіцієнт пористості, значення якого наведені в табл. 1.10.
Пилувато-глинисті ґрунти (супеси, суглинки та глини) називають ґрунтами з домішкою органічних речовин при відносному вмісті цих речовин 0,05
Серед пилувато-глинистих грунтів необхідно виділяти грунти, що виявляють специфічні несприятливі властивості при замочуванні: просадні та набухають. До просадкових відносяться грунти, які під дією зовнішнього навантаження або власної ваги при замочуванні водою дають осадку (просідання), і при цьому відносна просадочність Ss/>0,01. До набухаючим відносяться ґрунти, які при замочуванні водою або хімічними розчинами збільшуються в обсязі, і при цьому відносне набухання без навантаження e S ! »>0,04.
В особливу групу в нескельних ґрунтах виділяють ґрунти, що характеризуються значним вмістом органічної речовини: біогенні (озерні, болотяні, алювіально-болотні). До складу цих ґрунтів входять за-торфовані ґрунти, торфи та сапропелі. До торфованих відносяться піщані і пилувато-глинисті грунти, що містять у своєму складі 10-50% (за масою) органічних речовин. При вмісті органічних речовин 5Q % та
 |
 |
Більше ґрунт називається торфом. Сапропелі (табл. 1.11) - прісноводні мули, що містять більше 10% органічних речовин і мають коефіцієнт пористості, як правило, більше 3, а показник плинності більше 1.
Ґрунти - це природні утворення, що складають поверхневий шар земної кори і мають родючість. Поділяють ґрунти по гранулометричному складу так само, як великоуламкові та піщані ґрунти, а за кількістю пластичності, як пилувато-глинисті ґрунти.
До нескальних штучних ґрунтів відносяться ґрунти, ущільнені в природному заляганні різними методами (трамбуванням, укаткою, віброущільненням, вибухами, осушенням та ін.), насипні та намиві. Ці ґрунти поділяються залежно від складу та характеристик стану так само, як і природні нескельні ґрунти.
Скельні і нескельні грунти, що мають негативну температуру і містять у своєму складі лід, відносяться до мерзлих грунтів, а якщо вони знаходяться в мерзлому від 3 років і більше, то до вічномерзлих.
1.4. ДЕФОРМУВАЛЬНІСТЬ ГРУНТІВ ПРИ СТИСКУВАННІ
Характеристикою деформованості ґрунтів при стисканні є модуль деформацій, який визначають у польових та лабораторних умовах. Для попередніх розрахунків, а також і остаточних розрахунків основ будівель та споруд ІІ та ІІІ класу допускається приймати модуль деформації за табл. 1.12 та 1.13.
Модульдеформації визначають випробуванням ґрунту статичним навантаженням, що передається на штамп . Випробування проводять у шурфах жорстким круглим штампом площею
5000 см 2 , а нижче за рівень ґрунтових вод і на великих глибинах - у свердловинах штампом площею 600 см 2 . Для визначення модуля деформації використовують графік залежності осаду від тиску (рис. 1.1), на якому виділяють лінійну ділянку, проводять через нього пряму і обчислюють модуль деформації. Евідповідно до теорії лінійно-деформованого середовища за формулою
При випробуванні ґрунтів необхідно, щоб товщина шару однорідного ґрунту під штампом була не менше двох діаметрів штампу.
Модулі деформації ізотропних ґрунтів можна визначати у свердловинах за допомогою пресіометра (рис. 1.2). В результаті випробувань отримують графік залежності збільшення радіусу свердловини від тиску на її стінки (рис. 1.3). Модуль деформації визначають на ділянці лінійної залежності деформації від тиску між крапкою р\,відповідної обтиску нерівностей стін свердловини, і крапкою р2,після якої починається інтенсивний розвиток пластичних деформацій у ґрунті. Модуль деформації обчислюють
ПЗ ftlOnMVJlft
Коефіцієнт kвизначається, як правило, шляхом зіставлення даних пресіометрії з результатами паралельно проведених випробувань того ж ґрунту штампом. Для споруджень II в IIIкласу допускається приймати в залежності від глибини випробування hнаступні значення коефіцієнтів доу формулі (1.2): при ft<5 м 6 = 3; при 5мk = 2;за 10 м
Для піщаних і пилувато-глинистих грунтів допускається визначати модуль "деформації" на основі результатів статичного та динамічного зондування грунтів. Як показники зондування приймають: при статичному зондуванні - опір грунту зануренню конуса зонда q c ,а при динамічному зондуванні - умовне динамічне опір грунту зануренню конуса qa,Для суглинків та глин E-7q cта Я-6#<*; для песчаных грунтов E-3q c,а значення £ за даними динамічного зондування наведено у табл. 1.14. Для споруд I та II класу
 |
 |
 |
 |
є обов'язковим зіставлення даних зондування з результатами випробувань тих самих ґрунтів штампами. Для спорудження III класу допускається визначати Елише за результатами зондування.
1.4.2. Визначення модуля деформації у лабораторних умовах
У лабораторних умовах застосовують компресійні прилади (одометри), у яких зразок ґрунту стискається без можливості бічного розширення. Модуль деформації обчислюють на вибраному інтервалі тиску Др = Р2-Pi графіка випробувань (рис. 1.4) за формулою
Тиск pi відповідає природному, а р2 - передбачуваному тиску під підошвою фундаменту.
Значення модулів деформації за компресійними випробуваннями виходять для всіх ґрунтів (за винятком сильно стисливих) заниженими, тому вони можуть використовуватися для порівняльної оцінки стисливості
ґрунтів майданчика або для оцінки неоднорідності зі стисливості. При розрахунках опади ці дані слід коригувати на основі зіставних випробувань того ж ґрунту в польових умовах штампом. Для четвертинних супісків, суглинків та глин можна приймати коригувальні коефіцієнти т(табл. 1.16), у своїй значення Євцнеобхідно визначати в інтервалі тиску 0,1-0,2 МПа.
1.5. МІЦНІСТЬ ГРУНТІВ
Опір грунту зрізу характеризується дотичною напругою в граничному стані, коли настає руйнація грунту. Співвідношення між граничними дотиками і нормальними до майданчиків зсуву. анапругами виражається умовою міцності Кулона-Мора
 |
1.5.1. Визначення міцнісних характеристик у лабораторнихумовах
У практиці досліджень ґрунтів застосовують метод зрізу ґрунту за фіксованою
площині в приладах одноплощинного зрізу. Для отримання<р и с необходимо провести срез не менее трех образцов грунта прирізних значеннях вертикального навантаження. За отриманими в дослідах значеннями опору зрізу будують графік лінійної залежності T = f(a) і знаходять кут внутрішнього тертя фі питоме зчеплення з(Рис. 1.5). Раз-
- дві схеми досвіду: повільний зріз попередньо ущільненого до повної консолідації зразка ґрунту (консолідовано-ванно-дреноване випробування) і швидкий зріз без попереднього ущільнення (який-солідовано-недренований випробування).
 |
Глава 2. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ВИшукування
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Інженерно-геологічні дослідження - складова частина комплексу робіт, що виконуються для забезпечення будівельного проектування вихідними даними про природні умови району (дільниці) будівництва, а також прогнозування змін навколишнього природного середовища, які можуть статися при будівництві та експлуатації споруд. При проведенні інженерно-геологічних вишукувань вивчаються ґрунти як основи будівель та споруд, підземні води, фізико-геологічні процеси та явища (карст, зсуви, селі та ін.); району будівництва, та інженерно-гідрометеорологічні дослідження, при виконанні яких вивчаються поверхневі води та клімат.
Проведення вишукувань регламентується нормативними документами та стандартами. Загальні вимоги до проведення досліджень наведені в СНиП П-9-78, а вимоги до досліджень для окремих видів будівництва-в інструкціях СН 225-79 і СН 211-62. Враховуючи специфіку проектування пальових фундаментів, основні вимоги до розвідок для них наведені в БНіП 11-17-77 та в «Посібнику з проектування пальових фундаментів». Визначення основних будівельних властивостей ґрунтів регламентовано стандартами, зазначеними у п. 2.4.
Інженерно-геологічні вишукування повинні проводитися, як правило, територіальними вишукувальними, а також спеціалізованими розвідувальними та проектно-вишукувальними організаціями. Допускається виконання проектними організаціями, яким у встановленому порядку надано таке право.
2.2. ВИМОГИДО ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ ТА ПРОГРАМИ ВИшукувань
Планування та виконання вишукувань здійснюються на основі технічного завдання на виробництво вишукувань, що складається проектною організацією – замовником. При складанні технічного завдання необхідно визначити, які матеріали, що характеризують природні умови будівництва,
потрібні для розробки проекту, і на цій основі отримати дозвіл у відповідних органів на виробництво вишукувань для цього об'єкта. Орган, що видає дозвіл, може вказати на необхідність використання (з метою виключення дублювання) наявних у його розпорядженні матеріалів раніше виконаних робіт на території розміщення об'єкта, що проектується, що має бути відображено в технічному завданні. Якщо з проектованого об'єкту є матеріали раніше виконаних пошуків, всі вони передаються розвідувальної організації як додаток до технічного завдання. Передачу підлягають інші матеріали, що характеризують природні умови району проектованого будівництва і що у розпорядженні проектної організації.
Технічне завдання складається за наведеною нижче формою з текстовими та графічними програмами.
У п. 7 завдання необхідно наводити такі технічні характеристики: клас відповідальності, висота, кількість поверхів, розміри у плані та конструктивні особливості проектованої споруди; значення граничних деформацій підстав споруд; наявність та глибина підвалів; намічені типи, розміри та глибина закладення фундаментів; характер та значення навантажень на фундаменти; особливості технологічних процесів (для промислового будівництва); щільність забудови (для міського та селищного будівництва). Ці характеристики у багатьох випадках доцільно давати у додатку до технічного завдання у табличній формі. До технічного завдання обов'язково повинні бути додані: ситуаційні плани із зазначенням розміщення (варіантів розміщення) ділянок (майданчиків) будівництва та трас інженерних комунікацій; топографічні плани в масштабі 1: 10 000 - 1: 5000 із зазначенням контурів розміщення проектованих будівель та споруд та трас інженерних комунікацій, а також планувальних позначок; копії протоколів погоджень проходжень та підключень (примикань) інженерних комунікацій, що впливають на склад та обсяг інженерних вишукувань, з графічними програмами; матеріали виконавчих зйомок або проектна документація підземних комунікацій (при виробництві досліджень на майданчиках діючих промислових підприємств та в межах міських кварталів).
Технічне завдання є основою для складання вишукувальної організації.
Їй програми досліджень, в якій обґрунтовуються етапи, склад, обсяги, методи та послідовність виконання робіт і на підставі якої складається кошторисно-договірна документація. Складання програми передують збір, аналіз та узагальнення матеріалів про природні умови району вишукувань, а в необхідних випадках (відсутність чи суперечливість матеріалів) – польове обстеження району вишукувань.
Програма включає текстову частину та програми. Текстова частина має складатися з наступних розділів: 1) загальні відомості; 2) характеристика району вишукувань; 3) вивченість району вишукувань; 4) склад, обсяги та методика вишукувань; 5) організація робіт; 6) перелік матеріалів, що подаються; 7) перелік літератури.
У розділі 1 наводяться дані перших п'яти пунктів технічного завдання. У розділі 2 дається коротка фізико-географічна характеристика району вишукувань та місцевих природних умов з відображенням особливостей рельєфу та клімату, відомостей про геологічну будову, гідрогеологічні умови, несприятливі фізико-геологічні процеси та явища, про склад, стан та властивості ґрунтів. У розділі 3 викладаються відомості про наявні фондові матеріали раніше виконаних розвідувальних, пошукових та дослідницьких робіт і дається оцінка повноти, достовірності та ступеня придатності цих матеріалів. У розділі 4 на основі вимог технічного завдання, характеристики району (ділянки) вишукувань та його вивченості визначаються оптимальні склади та обсяги робіт, а також обґрунтовується вибір методів проведення інженерно-геологічних досліджень. За узгодженням програми цього розділу проектувальники повинні приділяти особливу увагу, керуючись відомостями про склад та обсяг робіт, наведеними далі у пп. 2.3 та 2.4. У розділі 5 встановлюються
послідовність та запланована тривалість робіт, визначаються необхідні ресурси та організаційні заходи, а також заходи з охорони навколишнього середовища. У розділі 6 зазначаються організації, яким мають бути надіслані матеріали, а також найменування матеріалів. У розділі 7 дається перелік загальносоюзних нормативних документів та державних стандартів, галузевих та відомчих інструкцій (вказівок), посібників та рекомендацій, літературних джерел, звітів про дослідження, якими слід користуватися під час виробництва досліджень.
До програми досліджень повинні бути додані: копія технічного завдання замовника; матеріали, що характеризують склад, обсяги та якість раніше виконаних вишукувань; план або схема об'єкта із зазначенням меж вишукувань; проект розміщення пунктів гірничих виробок, польових досліджень тощо, виконаний на топографічній основі; технологічна карта послідовності виконання робіт; креслення (ескізи) виробок та нестандартного обладнання.
Завантаження...