Определение гранулометрического состава грунта

Определение гранулометрического состава грунта — важный и неотъемлемый этап при проведении строительных работ. Ведь как правильно подготовить и установить фундамент, если не знаешь, из каких частиц состоит грунт? Давайте заглянем внутрь и узнаем, что такое гранулометрический состав и как его определить. Перед тем, как приступить к определению гранулометрического состава, давайте разберемся, что это вообще такое. Гранулометрический состав представляет собой распределение частиц грунта по их размерам. Это невероятно важная информация, которая позволяет нам понять, какие фракции присутствуют в грунте и как они взаимодействуют между собой. Определение гранулометрического состава грунта осуществляется с помощью специальных лабораторных исследований. Обычно для этого используется ситовой анализ, который заключается в просеивании грунта через серию сит с разными размерами ячеек. После просеивания определяется процентное соотношение каждой фракции в общей массе грунта. Давайте представим, что гранулометрический состав грунта — это как песочные часы, только вместо песчинок у нас фракции грунта разного размера. Каждая фракция играет свою важную роль в качестве грунтового материала. Например, крупные фракции обеспечивают хорошую стабильность и прочность грунта, а мелкие фракции позволяют грунту проникать воде и поддерживать его влажность. Зачем нам знать гранулометрический состав грунта? Эта информация позволяет нам определить такие важные параметры, как водопроницаемость грунта, его устойчивость, пластичность и многое другое. На основе гранулометрического состава строители могут выбрать необходимые строительные материалы и принять соответствующие меры для обеспечения безопасности и долговечности построенных конструкций. В этой статье мы рассмотрели вопрос о гранулометрическом составе грунта — ключевом факторе в строительстве. Мы узнали, что это такое, как его определить и почему это так важно для строительной индустрии. Знание гранулометрического состава позволяет нам принимать обоснованные решения при проведении строительных работ и обеспечивать качество и надежность создаваемых сооружений.

Цели исследования

Актуальность определения гранулометрического состава грунта обуславливается широким спектром работ, для выполнения которых необходимы сведения о водорастворяемых частицах.

Такой анализ проводится для решения следующих вопросов:

  • определения классификации грунтов на определенной территории;
  • оценки пригодности грунтового состава для применения в качестве насыпных сооружений для земляных плотин, дамб и дорог;
  • расчета обратных фильтров;
  • вычисления степени водопроницаемости несвязанных и рыхлых смесей;
  • выбора наиболее подходящих отверстий для установки фильтров скважин бурового типа;
  • оценки грунтов для возможности их использования как наполнителя при изготовлении цементно-бетонных смесей и стройматериалов;
  • вычисления потенциально возможного проседания почвы в фильтрующих плотинах, выемках и котлованах.

Гранулометрический анализ позволяет вычислить важнейшие характеристики грунта: степень усадки, пористость, сопротивление сдвигу, пластичность, сжимаемость и капиллярность.

Виды обломочных несцементированных грунтов

Исходя из неоднородного состава, существует определенная классификация, позволяющая соотносить исследуемые образцы к одной из категорий.

Выделяют такие виды обломочных несцементированных грунтов:

  • песчаные;
  • суглинки;
  • супеси;
  • крупнообломочные;
  • глиняные.

В основе данной классификации лежит принцип фракционного размера обломков, от чего напрямую зависят свойства, в том числе степени водопоглощения и водорастворения.

Крупнообломочные

Это несвязные крупнодисперсные фракции, сформированные в результате воздействия водных потоков и ледников на скальные породы.

В их составе свыше 50% частиц, диаметр которых превышает 2 мм.

Подразделяются на два вида: с высоким содержанием песчаных (свыше 40%) и глинистых (свыше 30%) частиц.

Они могут быть достаточно однородными, однако все они характеризуются степенью водонасыщения, текучестью и уровнем влажности.

Такие грунты образуются в результате сильного выветривания горных пород.

Щебенистые

Разновидность галечниковых грунтов плотностью от 1,2 до 3 г/см3, представляющие собой раздробленную в результате естественных причин скальную породу.

Частицы в виде щебеночных обломков, имеют размеры от 10 до 200 мм, причем разной формы (игловатая, пластинчатая). Данные грунты в сухом состоянии обладают крайне низкой способностью связываться между собой.

Грунт характеризуется низкой способностью к сжатию, давая эффективную основу для фундамента строений.

Дресвяные/гравийные

Дресвяные и гравийные грунты – это обломочная категория грунтовых составов, имеющая частицы окатанного типа, размером от 3 до 70 мм. Чаще всего такие грунты располагаются в поймах рек, рядом с озерами, прудами и морями.

В сухом состоянии они обладают очень маленьким процентом связности.

Различный минералогический состав частиц, составляющих такие грунты, придает ему определенную скелетность, неплохую прочность и устойчивость.

Песчаные

Песчаные грунты – это смесевые частицы разрушенных твердых (горных) пород, включающих в себя зерна кварца и ряда других минералов.

В зависимости от особенностей входящих в состав такого грунта элементов он может иметь высокую, среднюю или низкую плотность. По характеристикам он относится к несвязному минеральному типу, размеры частиц которого составляют от 0,05 до 2 мм в объеме, не больше 50%.

Крупный и гравелистый песок

Песок гравелистого типа состоит из песчинок, размерами от 0,28 мм до 5-6 мм и обладает хорошей несущей способностью за счет плотности 5,5-6,5 кг/см2.

Достаточно схожими свойствами обладает крупный песок, где размеры песчинок составляют от 0,30 до 2 мм.

В состав обоих типов песка входят такие минералы, как полевой шпат (8%), кварц (70%), кальцит (3%) и прочие (11%).

Примечательно, что свойство грунта в плане хорошей несущей способности не зависит от объема влаги, присутствующей в составе гравелистого и крупного песка.

Средний и мелкий песок

Мелкий песок состоит из песчинок, размерами от 1,5 до 2,0, а средний – от 2,0 до 3,0 мм. Такие песчаные составы имеют в среднем плотность порядка 3-5 кг/см2, которая дает им высокую несущую способность.

В отличие от крупного и среднего, мелкий песок при насыщении влагой теряет свои прочностные свойства, которые уменьшаются в 2 раза.

Пылеватые частицы

По своему минеральному составу пылеватые частицы – это практически чистый кварц, реже — полевые шпаты с примесью других минералов. Размеры таких составов от 0,050 до 0,001 мм.

В сухом состоянии они обладают крайне слабой связанностью, имеют низкий уровень пластичности. Хороший капиллярный состав позволяет поднимать воду на высоту до 2,5-3 м.

Водопроницаемость таких грунтов крайне низкая. Пылеватые частицы при соприкосновении с влагой способны принимать состояние плывунов.

Суглинок и глинистые частицы

Суглинок – рыхлая порода осадочного типа, содержащая в среднем от 10 до 30% глинистых веществ, размером менее 0,005 мм. В таком грунте может присутствовать супесь – песчаные частицы с содержанием глинистых примесей в объеме до 10%, которые по своим характеристикам очень схожи с песчаными грунтами.

В песчаных суглинках содержится в основном кварц с воднорастворимыми солями, а в глинистых – минералы монтмориллонит, иллит и каолинит.

Какой из этих инструментов вы бы хотели получить в подарок?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Методы определения состава грунтовой смеси

Для определения состава используется принцип расчленения грунтовой смеси на определенные группы, схожие по своему составу и специально отобранные для пробы. Размеры частиц определяется в миллиметрах, а вес – в граммах.

Существуют различные методики определения такого состава, главными из которых являются ситовой, ареометрический, пипеточный и отмучивание.

Ситовой

В его основе – использование набора сит с отверстиями, размерами 0,25; 0,1; 1; 0,5; 5; 2; 10 мм, а также специальной машины для просеивания с поддоном.

Благодаря такому просеиванию удается определить и визуально увидеть состав грунта, а также процентное соотношение имеющихся в нем минералов и компонентов.

Для получения объективного анализа следует внимательно отнестись к вычислению массы средней пробы грунта, которая должна иметь следующие значения:

  • При частицах, размерами до 2 мм — 100 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (до 10% от общего веса) – 500 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (10-30% от общего веса) – 1000 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (свыше 30% от общего веса) – 2000 г.

Для будущего анализа среднюю пробу определяют методом квартования (разделения взятых проб).

Ареометрический

Основан на учете изменения плотности суспензии, которая замеряется по мере отстаивания с помощью специального прибора – ареометра.

Предварительно отбирается проба, где используется метод квартования, при котором смесь проходит дополнительно через сито, с диаметром отверстий до 1 мм.

Масса средней пробы составляет:

После определения процентного содержания смесей грунта при помощи ареометра, вычисляют содержание каждой отдельной фракции. Здесь используют метод последовательного вычитания меньшей величины из большей. Пробу отбирают с учетом природной влажности.

Метод отмучивания

Суть методики заключается в определении содержания пылеобразных и глинистых частиц по изменению масса песка после предварительного отмучивания частиц. Для выполнения испытания используется сушильный шкаф, цилиндрическое ведро или сосуд и секундомер.

В ходе проведения испытания просеянный и высушенный до постоянной массы песок (1000 г) помещают в ведро и заливают водой, после чего выдерживают так 2 часа.

Цилиндрическое ведро

Параллельно из воды удаляются все посторонние частицы и глинистые примеси. Промывку производят несколько раз. После того, как вода в ходе промывки станет чистой, можно приступать к сливу суспензии через нижнее отверстие в сосуде.

Далее остается только вычислить содержание в песке отмучиваемых глинистых частиц по формуле:

  • m – вес высушенной навески до процесса отмучивания
  • m1 — вес высушенной навески после процесса отмучивания

Пипеточный

При таком способе содержание глинистых и пылеобразных частиц определяется путем выпаривания суспензии (получаемой при промывке песка и взвешивании сухого остатка), отобранной с помощью пипетки.

Метод заключается в перемешивании песка, залитого водой в специальном сосуде, а также ополаскиванием путем переливания суспензии во второе ведро.

Металлический цилиндр с пипеткой мерного типа

Спустя 1,5-2 минуты, когда осадок ляжет на дно. С помощью мерной пипетки берут пробу и выливают все содержимое на предварительно взвешенный стакан. Полученную суспензию выпаривают в специальном сушильном шкафу.

Результат обрабатывается по формуле:

  • m — масса навески песка, г;
  • m 1- вес чашки для выпаривания жидкости, г;
  • m 2- вес чашки с уже выпаренным порошком, г.

Расчет степени неоднородности гранулометрического состава песчаного грунта

С целью определения пригодности песчаного грунта для выполнения тех или иных работ часто требуется просчет степени неоднородности его гранулометрического состава.

Для этого существует специальная формула:

  • d60 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 60% по массе;
  • d10 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 10% по массе

Если получившееся в результате расчета значение Сu≥3, то к наименованию песчаного грунта добавляют такое слово, как «неоднородный». Если же Сu

Гранулометрический состав грунта является важным параметром при проектировании и строительстве зданий и сооружений.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором наглядно показан один из методов определения гранулометрического состава грунта.

Строительство – это сложный и многогранный процесс, который требует внимания к каждой мелочи. Определение гранулометрического состава грунта является одной из ключевых задач при проектировании и строительстве любого объекта. Ведь именно грунт является основой, на которой возводится всё: здания, дороги, мосты. Важность этой процедуры нельзя недооценивать, ведь от точной оценки гранулометрического состава зависит стабильность и долговечность всей конструкции.

При определении гранулометрического состава грунта проводятся специальные лабораторные и полевые исследования. Гранулометрия грунта позволяет узнать, какие именно фракции присутствуют в нем, и в каких пропорциях. По результатам этого исследования строители и проектировщики могут определить соответствующую технологию строительства, выбрать правильный вид фундамента, а также принять необходимые меры для обеспечения устойчивости грунта и предотвращения возможных проблем в будущем.

Кроме того, знание гранулометрического состава грунта позволяет осуществить правильное планирование и расстановку строительных материалов. Например, зная процентное содержание песчаного или глинистого грунта на строительном участке, можно корректировать объем цемента, песка или других материалов, необходимых для приготовления растворов. Таким образом, определение гранулометрического состава грунта позволяет значительно сэкономить материальные ресурсы и избежать возможных проблем, связанных с некачественным строительством.

В итоге, определение гранулометрического состава грунта играет важную роль во всех этапах строительства. Благодаря этой процедуре можно учесть все особенности грунта и подобрать оптимальные строительные решения. Грамотное и точное определение гранулометрического состава грунта – залог качественного и надежного строительства, которое прослужит не одно десятилетие.

Видео по теме

Лабораторная работа 13-14. Определение гранулометрического состава грунта ареометрическим методом.

Определение гранулометрического состава грунта ситовым методом

Морфология почв. Определение гранулометрического состава.

Определение гранулометрического состава песчаного грунта

Какой фактор является для вас самым важным при выборе материалов для строительства дома?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...
Поделиться с друзьями
Яшина Милана

Инженер-проектировщик, специалист по разработке проектной документации. Помогу вам правильно спроектировать ваш дом или другое здание.

Оцените автора
Строительный эксперт
Добавить комментарий