Элювиальные грунты для фундамента

Элювиальные грунты

К элювиальным грунтамотносят продукты выветривания скаль­ных пород, которые образовались за счет растрескивания, разуплот­нения, разламывания, измельчения исходных пород и остались на месте своего образования. Грубо говоря — коры выветривания.

Элювиальные грунты имеют мощность от нескольких до десят­ков метров. Залегают они обычно на низких и плоских водоразде­лах, на пологих склонах и в долинах рек и представлены глинисты­ми и рыхлыми несвязными породами (песками, дресвой, щебнем), а также переходными разностями — песчано-щебенистыми, дресвя­но-щебенистыми и др.

Элювиальные грунты отличаются сложным строением, значи­тельным разнообразием и пространственной изменчивостью. Их нижняя граница неровная и, в связи с различной активностью аген­тов выветривания, может образовывать своеобразные карманы в нижележащей толще пород.

На территории России элювиальные грунты различного возрас­та залегают в Карелии, на Урале, в ряде районов Сибири и в дру­гих местах.

Важнейшими специфическими особенностямиэлювиальных грунтов в соответствии со СНиП 2.02.01—83являются:

—значительная неоднородность по глубине и в плане из-за на­личия грунтов с резким различием прочностных и деформа­ционных характеристик;

—склонность к снижению прочности во время их преобразова­ния в открытых котлованах;

—возможность перехода в плывунное состояние в период уст­ройства котлованов и фундаментов;

Из других особенностей элювиальных грунтов можно отметить следующие: склонность к набуханию и морозному пучению, воз­никновение кислой среды, вреднодействующей на бетонные и металлические части сооружений, возможность развития физической и химической суффозии и др.

Для количественной оценкистепени выветрелости и свойств элю­виальных грунтов определяют сопротивление одноосному сжатию R_с, МПа (ГОСТ 12248—96), коэффициент выветрелости К_wr, коэф­фициент размягчаемости К_sop , коэффициент скорости выветривания К_cв , гранулометрический состав и показатели специфических свойств — просадочности, набухания, растворимости и др.

Коэффициент выветрелости К_wr равен отношению плотности выветрелого грунта к плотности той же невыветрелой породы.

Коэффициент размягчаемостив воде К_sop определяется как от­ношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие образцов в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии. Различают неразмягчаемый грунт (К_sop 0,75) и размягчаемый (К_sop0,75).

Коэффициент скорости выветривания К_св есть отношение объема выветрелых пород к площади выветри­вания.

Инженерно-геологическая оценка элювиальных грунтов основы­вается на выделении в них зон с различным составом, состоянием и свойствами, получении обобщенных характеристик физико-механи­ческих свойств грунтов для каждого инженерно-геологического эле­мента (ИГЭ), прогнозе скорости и интенсивности процессов вывет­ривания при вскрытии их строительными котлованами, выемками и др.

Строительство на элювиальных грунтах.Для предотвращения выветривания или улучшения свойств уже выветрелых пород пре­дусматривают:

—устройство уплотненных грунтовых распределительных по­душек из песка, гравия, щебня и других пород, в частности при неровной поверхности скальных грунтов;

—полную или частичную замену «карманов» и «гнезд» вывет­ривания песчаным или крупнообломочным грунтом спо­следующим уплотнением;

—закрепление, т.е. искусственное улучшение свойств выветрелого грунта путем его цементации, глинизации, битуми­низации и другими способами;

—применение фундаментов глубокого заложения, т. е. прорезка всей толщи элювиальных грунтов с опорой на монолитные невыветрелые породы;

—планировка строительной территории и отвод атмосферных вод, а также покрытие грунтов водонепроницаемыми мате­риалами (гудроном, цементом и др.).

Не следует допускать перерывов в устройстве оснований и возве­дении фундаментов, так как при многократном увлажнении—высы­хании, промерзании—оттаивании элювиальный грунт превращается в дресву и щебень, которые легко размокают в воде. Чтобы уберечь дно строительного котлована от разрушения процессами выветрива­ния, следует не доводить его до проектной отметки, с тем чтобы оставшийся слой (0,3—0,4 м) снять перед началом возведения фун­дамента.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. СП 50-101-2004» (утв. Госстроем РФ)

6.5 Элювиальные грунты

6.5.1 Основания, сложенные элювиальными грунтами — продуктами выветривания скальных и полускальных пород, оставшимися на месте своего образования и сохранившими структуру и текстуру исходных пород, должны проектироваться с учетом:

— их значительной неоднородности по глубине и в плане из-за наличия грунтов разной степени выветрелости с большим различием их прочностных и деформационных характеристик;

— снижения прочностных и деформационных характеристик во время их длительного пребывания в открытых котлованах;

— возможности перехода в плывунное состояние элювиальных супесей и пылеватых песков в случае их водонасыщения в период устройства котлованов и фундаментов;

— возможного наличия просадочных свойств у элювиальных пылеватых песков с коэффициентом пористости е > 0,6 и степенью влажности S_r k_ur 0,9 1 > k_ur 0,95 Выветрелые 0,9 > k_ur 0,8 0,95 > k_ur 0,85 Сильновыветрелые (рухляки) Менее 0,8 Менее 0,85

6.5.10 Коэффициент выветрелости крупнообломочных элювиальных грунтов k_uw определяют по испытаниям проб грунта на истирание во вращающемся полочном барабане и вычисляют по формуле

где k_1 — отношение массы m_1, частиц размером менее 2 мм к массе m_2 частиц размером более 2 мм после испытания на истирание;

k_0 — то же, в природном состоянии (до испытания на истирание). Подразделение крупнообломочных элювиальных грунтов по степени выветрелости приведено в таблице 6.7.

6.5.11 Коэффициент истираемости k_е крупных обломков (частиц более 2 мм) крупнообломочных элювиальных грунтов определяют по испытаниям на истираемость этих частиц во вращающемся полочном барабане и вычисляют по формуле

где m_1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания на истирание;

m_0 — начальная масса пробы крупных обломков.

Подразделение крупных обломков по прочности в зависимости от значений k_е приведено в таблице 6.8.

Разновидности элювиальных крупнообломочных грунтов по степени выветрелости	Коэффициент выветрелости k_uw для кнупнообломочных грунтов при исходных образующих породах
	магматических и метаморфических	осадочных сцементированных
Невыветрелые	0 0,4

6.5.12 При подразделении крупнообломочных элювиальных грунтов по гранулометрическому составу на разновидности в дополнение к ГОСТ 25100 необходимо указывать содержание частиц заполнителя размером менее 0,1 мм, а также выделять щебенисто-дресвяные грунты при содержании частиц менее 0,1 мм до 10%, а частиц крупнее 10 мм — более 25% по массе.

Ориентировочные значения модуля деформации для разновидностей элювиальных крупнообломочных грунтов приведены в приложении И.

6.5.13 В элювиальных песках и глинистых грунтах — продуктах выветривания магматических и метаморфических пород — следует выделять прочноструктурные и слабоструктурные разновидности.

К прочноструктурным (сапролитам) относятся пески и глинистые грунты, в которых частично сохранена макроструктура исходных пород и которые при природной влажности характеризуются пределом прочности на одноосное сжатие R_c 0,2 МПа.

Элювиальные пески и глинистые грунты, имеющие при природной влажности значение R_c < 0,2 МПа, относятся к слабоструктурным. Нормативные значения Е, и с этих грунтов для расчетов оснований сооружений, оговоренных в 5.3.17, допускается принимать по таблицам Г.5 и Г.6 приложения Г.

6.5.14 Элювиальные глинистые грунты — продукты выветривания осадочных сцементированных скальных грунтов аргиллито-алевролитового комплекса — представлены в основном суглинками и глинами. Нормативные значения Е, и с этих грунтов допускается принимать по таблице Г.7 приложения Г, а для песков осадочных пород — по таблице Г.5 приложения Г, так как они близки по свойствам к пескам магматических кварцесодержащих пород.

6.5.15 Расчет оснований, сложенных элювиальными грунтами, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5. Если элювиальные грунты являются просадочными или набухающими, следует учитывать требования подразделов 6.1 и 6.2.

6.5.16 Расчетные сопротивления R дисперсных элювиальных грунтов при расчетах оснований по деформациям определяют согласно требованиям подраздела 5.5.

Расчетные сопротивления R_0 для назначения предварительных размеров фундаментов сооружений I и II уровней ответственности и окончательных размеров сооружений III уровня ответственности приведены в таблицах Д.6-Д.8 приложения Д, при этом значения R_0 для крупнообломочных грунтов (таблица Д.6) допускается применять и для сооружений II уровня ответственности.

6.5.17 При расчетных деформациях основания, сложенного элювиальными грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться следующие мероприятия в соответствии с подразделом 5.8:

— устройство уплотненных грунтовых распределительных подушек из песка, гравия, щебня или крупнообломочных грунтов с обломками исходных горных пород, в частности при неровной поверхности скальных грунтов;

— удаление из верхней зоны основания включений скальных грунтов, полная или частичная замена рыхлого заполнения «карманов» и «гнезд» выветривания в скальных грунтах щебнем, гравием или песком с уплотнением.

В случае недостаточности этих мероприятий следует предусматривать применение свайных фундаментов, способа выравнивания осадок основания или конструктивных мероприятий в соответствии с требованиями подраздела 5.8.

6.5.18 В проекте оснований и фундаментов должна предусматриваться защита элювиальных грунтов от разрушения атмосферными воздействиями и водой в период устройства котлованов. Для этой цели следует применять водозащитные мероприятия, не допускать перерывы в устройстве оснований и последующем возведении фундаментов; предусматривать недобор грунта в котловане; применять взрывной способ разработки скальных грунтов лишь при условии мелкошпуровой отпалки.

Источник

Элювиальные грунты: особенности строительства и классификационные показатели

Элювиальными отложениями называют массивы обломков, образующиеся в результате физического и химического разрушения горных пород. Такие пласты на территории России встречаются практически повсеместно. Строительство на элювиальных грунтах разного рода зданий и сооружений имеет, конечно же, некоторые свои особенности.

Что собой представляют

В геологии и строительстве грунты этого типа относят по большей мере к категории малопрочных. Лишь некоторые из них, имеющие особое строение, могут считаться пластами средней прочности или прочными. У нас в стране даже частникам, не говоря уже о крупных компаниях, часто приходится возводить разные постройки именно на элювиальных грунтах. Что это за пласты и как они выглядят?

Образуются такие грунты из-за разуплотнения, растрескивания, измельчения и разламывания горных пород. Геологические процессы этого типа по времени обычно длятся очень долго. При этом, собственно, сам элювиальный слой в ходе выветривания образуют, конечно же, только обломки, оставшиеся на месте, над материнской породой. То есть массивы этого типа образуются осколками, которые со временем не были унесены водой или ветрами. Грубо говоря, грунты этого типа можно назвать корой выветривания.

Мощность элювиальные пласты могут иметь от одного до нескольких десятков метров. Чаще всего грунты этого типа залегают:

• на пологих склонах;
• плоских и низких водоразделах;
• в долинах рек.

Строение такие отложения имеют сложное и состоят в основном из несвязанных глинистых и рыхлых, к примеру песков, щебня, дресвы, пород. На фото на странице можно видеть, как может выглядеть элювиальный грунт. Примеров таких участков на территории нашей страны имеется множество. В России грунты этой разновидности чаще всего встречаются в Сибири, на Урале, в Карелии.

Особенности

Строительство на таких грунтах — процедура достаточно сложная и требующая правильного подхода. Следствием нарушения технологий возведения зданий и сооружений на основаниях такого типа могут стать перекосы, растрескивание ограждающих конструкций или даже их обрушения.

Особенностями элювиальных грунтов, осложняющими строительство на них, являются:

• неоднородность по глубине;
• резкие различия прочностных и деформационных характеристик в разных местах;
• возможность снижения прочности и даже перехода в плывунное состояние в районе вырытых под фундамент котлованов и траншей;
• склонность к набуханию и пучению;
• наличие участков с повышенной кислотностью.

Как проводят оценку

Перед началом возведения здания или сооружения на таких пластах, конечно же, в обязательном порядке производят геологические изыскания. В первую очередь при этом специалисты выявляют петрографический состав материнской породы и ее генетический вид. Также геологи при проведении исследований определяют на таких участках:

• профиль и структуру коры выветривания;
• трещиноватость, степень слоистости и сланцеватость слоя;
• наличие карманов и языков выветривания;
• количество, размеры и форму крупных обломков;
• наличие и расположение элементов простирания и падения;
• изменение свойств и состава по вертикали.

Какие могут иметь признаки

Элювиальные грунты — это пласты, при оценке состояния и степени пригодности которых к строительству обычно обращают внимание:

• на коэффициент выветрелости (Kwr);
• коэффициент скорости выветривания (Kcb);
• сопротивление одноосному сжатию (Rc);
• коэффициент размягчаемости в воде (Ksop).

Первый показатель при этом определяют как отношение плотности элювия к плотности материнской породы. При определении Kcb показатель объема выветренных пород делят на площадь слоя. Ksop определяют как отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие образцов в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии. В этом плане, в свою очередь, различают грунты:

• размягчаемые с Ksop меньше 0,75;
• неразмягчаемые с Ksop больше 0,75.

Также при оценке состояния таких грунтов геологи выделяют в них зоны с разными свойствами и составом, а также делают прогнозы интенсивности и скорости процессов выветривания при копке котлованов и выемок.

Зоны грунтов

В зависимости от особенностей материнской породы, минералогического состава и геохимических процессов, элювиальный слой сверху вниз может быть представлен следующими зонами:

• дисперсной глинистой, песчаной или пылевато-глинистой;
• обломочной с дресвянистыми, дресвяно-щебеночными или крупнообломочными образованиями с пылевато-глинистым или песчаным наполнителем;
• глыбовой, залегающей в виде массива с бессистемно расположенными трещинами и иногда с мелкообломочным заполнителем;
• трещиноватой, представляющей собой сплошной скальный массив в стадии начального выветривания.

Во многих случаях элювиальные грунты относят именно к малопрочным. Однако в некоторых районах, к примеру на Урале, в их инженерно-геологическом разрезе могут присутствовать слои, которые можно отнести по их формальным характеристикам к полускальным или даже скальным, однако обладающим заметной сжимаемостью.

Виды по степени выветрелости

По этому показателю различаются элювиальные грунты:

• невыветрелые;
• слабовыветрелые;
• выветрелые;
• сильновыветрелые, или рыхляки.

Классификация элювиев по этому показателю соответствует делению скальных грунтов в плане одноосного сжатия в водонасыщенном состоянии по ГОСТ 25100-82:

• невыветрелые элювии могут быть отнесены к прочным и очень прочным грунтам (500 кгс/см 2 );
• слабовыветрелые — к основаниям средней прочности (150 кгс/см 2 );
• выветрелые — к малопрочным (50 кгс/см 2 );
• рыхляки — к грунтам с пониженной и низкой прочностью (10 кгс/см 2 ).

Конечно же, элювиальные грунты, в зависимости от степени выветрелости, имеют неодинаковые физические характеристики. С ними можно ознакомиться в таблице.

Характеристики элювиальных грунтов разной степени выветрелости

Плотность в залегании (y) (г/см 3 )

Коэффициент пористости (е)

Предел прочности в водонасыщенном состоянии МПа (кгс/см 2 )

Источник