Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Структура и состав грунтов основания фундаментов

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

 Структура и состав грунтов

Грунты рассматривают как переменные части много-компонентой системы. Основными компонентами грунтов являются твердые частицы минерального и органического происхождения, вода или любая другая жидкость и воздух или любой другой газ. Состав и свойства этих компонентов, их количественное соотношение и характер взаимодействия обусловливают свойства грунтов.

Если грунт состоит из твердых частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он представляет собой двухкомпонентную (двухфазную) систему. Чаще всего в грунте, кроме твердых частиц и воды, присутствует воздух. Такой грунт является трехкомпонентной (трехфазной) ​​системой. В мерзлом грунте, кроме того, содержится лед, характеризующий грунт как четырехкомпонентную (четырех-фазную) систему.

Все грунты состоят из различных по крупности, формы и минералогическому составу твердых частиц. Их размеры и форма оказывают существенное влияние на свойства только дисперсных грунтов.

В современном почвоведении принята классификация твердых минеральных частиц по размерам. В основу этой классификации положены экспериментальные данные, основанные на учете изменений свойств минеральных частиц при переходе из одной группы (фракции) в другую.

В частицах, размером 2 мм, практически отсутствует молекулярная влагоемкость, а в песке, состоящий из таких частиц — капиллярное поднятие воды, но этот песок имеет очень большую водопроницаемость. Содержание в песке пылевидных частиц существенно снижает его пористость и водопроницаемость, увеличивает капиллярное поднятие и может дать ему некоторую связность.

Грунт, состоящий из частиц размером 0,25 … 0,05 мм, достаточно водопроницаем, а грунт, состоящий из пылеватых частиц, слабо водопроницаемый и плохо отдает воду.

Минеральные частицы крупностью 2 … 0,05 мм (песчаные частицы) компактные с небольшой удельной поверхностью, форма их шарообразная или ребриста, а поверхность гладкая или шероховатая, покрыта мелкими углублениями, выступами и царапинами.

В дисперсных грунтах, состоящих преимущественно из крупнообломочных частиц (> 2 мм), которые используются в качестве основы зданий и сооружений, форма и поверхность частиц значения практически не имеет. В грунтах,состоящих из песчаных частиц, одни и те же окатанные и неокатанные песчаные фракции придают ему разную высоту капиллярного поднятия, водопроницаемость и сопротивление сдвигу.

Глинистые частицы имеют вид чешуек, пластин или игл неправильной формы, в результате глинистые частицы имеют гораздо большую (в 860 раз и больше) удельную поверхность по сравнению с песчаными. Пылеватые частицы по характеристикам занимают промежуточное (между песчаными и глинистыми частицами) положение.Крупнообломочные частицы, как правило, полиминеральные: каждая частица состоит из нескольких минералов. Песчаные и пылеватые частицы мономинеральные: каждая представляет собой какой-нибудь один минерал. Глинистые частицы также мономинеральные. Однако следует иметь в виду, что при переходе частиц в процессе выветривания из фракции пылевидных во фракцию глинистых их минеральный состав резко меняется.

Твердый компонент минеральных почв может быть представлен не одними минеральными частицами, в его составе могут находиться и частицы гумуса — органического вещества, образующегося и накапливающегося в земной коре в результате разложения растительных и животных остатков. В одних случаях наличие органических частиц ухудшает свойства минеральных почв, а в других — улучшает. Это зависит от состава, состояния и количества частиц органического происхождения. Например, небольшое количество гумуса в водонасыщенных мелких и пылеватых песках придает им плывунные свойства, а в маловлажных песках — связности, а, следовательно, и прочности.

Органические частицы составляют основную часть твердых компонентов органических связных дисперсных грунтов — мулов, заторфованных грунтов и торфов. В естественных условиях образования грунтов представляют собой смесь различных по крупности и происхождения частиц.