Выбор типа фундаментов проектируемых сооружений и глубины их заложения, а также типа их оснований (естественного или искусственного) определяется в первую очередь инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями места строительства и свойствами грунтов. Нередко эти условия влияют на конструктивные особенности сооружений и даже на выбор места их строительства. Так, например, выбор места пересечения водных преград мостовыми переходами при строительстве железных дорог нередко диктуется именно местными инженерно-геологическими условиями и иногда предопределяет направление трассы в рассматриваемом районе.
Инженерно-геологические условия места строительства устанавливают в результате инженерно-геологических изысканий и исследований, которые являются составной частью проектных проработок. Их состав и объем регламентируются соответствующими нормативными документами и корректируются в зависимости от изученности района, стадии проектирования и назначения строительства. Окончательно состав, объем, сроки и методика выполнения инженерно-геологических исследований принимаются при составлении программы работ на основе технического задания. Программа работ и техническое задание утверждает проектная организация, разрабатывающая проект данного сооружения, и согласовывает заказчик. Способы производства инженерно-геологических изысканий подробно рассматриваются в курсе «Инженерная геология».
В результате таких изысканий для оценки грунтовой толщи как основания сооружений устанавливаются:
а) общая физико-географическая, инженерно-геологическая и гидрогеологическая характеристика района строительства (климатические условия, геоморфология, геологическое строение и т.д.);
б) характерные для района физико-геологические процессы и явления, а также степень их развития (сейсмичность, закарстованность, сезонное промерзание грунтов, морозное пучение, набухание, просадочнсоть, наличие оползней, осыпей и т.д.);
в) характер напластования грунтов строительной площадки, мощность каждого слоя (элемента) по глубине основания и особенности их простирания в плане, наименования слагающих их грунтов;
г) наличие подземных вод, уровень и устойчивость во времени их горизонтов стояния, скорость потоков и химический состав;
д) классификационные, физические и механические свойства грунтов, слагающих основание;
е) наличие в районе строительства местных строительных материалов;
ж) рекомендации по устройству фундаментной части, в частности, типа фундаментов, глубины заложения, выбор несущего слоя, а также способа производства работ.
2.2. Строительная классификация грунтов
При инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве используют единую классификацию грунтов, устанавливающую их классы, группы, подгруппы, типы, виды и разновидности по ГОСТ 25100-95 [4].
По общему характеру структурных связей выделяют 4 класса грунтов:
- природные скальные грунты - грунты с жесткими и прочными структурными связями (кристаллизационными или цементационными);
- природные дисперсные грунты - грунты с со слабыми водноколлоидными и механическими структурными связями или без связей между частицами;
- природные мерзлые грунты - грунты с криогенными структурными связями;
- техногенные (скальные, дисперсные и мерзлые) грунты - грунты с различными структурными связями, созданные или измененные в результате деятельности человека.
Более детальная классификация грунтов и количественная оценка их строительных свойств производится по значениям физико-механических характеристик, наиболее важные из которых будут рассмотрены в следующем пункте.
2.2.1. Физико-механические характеристики грунтов
Из всего числа используемых в современном строительстве характеристик грунтов, позволяющих судить о самых разнообразных его свойствах, здесь рассмотрим наиболее употребимые, которые обычно содержат материалы отчетов об инженерно-геологических изысканиях и которые понадобятся нам в дальнейшем изложении.
Физические характеристики. Методы их определения подробно рассматриваются в курсе «Механики грунтов». Здесь только напомним их физический смысл и приведем формулы.
Плотность грунта r и удельный вес грунта g характеризуют плотность грунта в целом с учетом наличия воды в порах и плотности минеральной части, который в свою очередь определяется плотностью частиц грунта (скелета) rs и его удельным весом gs. Влажность грунта w показывает количественное соотношение жидкой и твердой фаз. Перечисленные характеристики называются основными фазовыми характеристиками и определяются в лабораторных или полевых условиях. По ним рассчитывают производные фазовые характеристики: плотность сухого грунта rd - отношение массы частиц к полному объему грунта;пористость n - отношение объема пор к полному объему грунта; коэффициент пористостиe - отношение объема пор к объему скелета;степень (коэффициент) водонасыщения Sr - отношение объема воды к объему пор.
Определяют указанные величины по формулам
, 
,
, 
,
,
, 
, (2.1)
, 
,
, 
,
.
Здесь m - общая масса грунта; V - общий объем грунта; g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения; ms - масса частиц или масса скелета грунта; Vs - объем грунта частиц грунта; mw - масса воды в порах.
В отчетах по результатам инженерно-геологических изысканий в дополнение к перечисленным нередко указывают и некоторые другие фазовые характеристики: влажность при полном водонасыщении, плотность полностью водонасыщенного грунта, плотность скелета с учетом взвешивания водой и т.д.
Обязательным для глинистых грунтов является определение их классификационных показателей - числа пластичности Ip и показателя текучести IL, вычисляемым по формулам:
, 
, (2.2)
где wp и wL - влажности на предел пластичности и раскатывания, определяемые в лабораторных условиях.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.