Визначаємо тип та характеристики ґрунту самостійно без лабораторії. Види ґрунтів у будівництві Класифікація скельних ґрунтів

Визначення характеристик ґрунту на ділянці допомагає грамотно підібрати тип опорної частини будівлі. Важливо пам'ятати, що будинок тримають не фундаменти, а основу під ними (тобто ґрунт). Несучі конструкції лише передають навантаження від лежачих елементів. Щоб підібрати фундаменти, необхідно ознайомитись із класифікацією ґрунтів по групах у будівництві залежно від різних ознак.

Розподіл ґрунтів на види проводиться на підставі ГОСТ 25100-2011. У цьому документі представлено велику кількість таблиць, що враховують різні параметри.

Щоб визначити тип ґрунту проводяться геологічні дослідження. На цьому етапі необхідно вивчити найважливіші властивості основи:

• міцність;
• зв'язність;
• водопроникність;
• ступінь безодню.

Також потрібно з'ясувати водонасиченість ґрунту та розташування рівня ґрунтових вод. Геологічні дослідження для великих об'єктів проводяться професіоналами, точні характеристики ґрунту визначаються в процесі лабораторних досліджень. Для приватного будівництва можна виконувати пошуки вручну. При цьому тип ґрунту визначається «на око».

Згідно з ГОСТ 25100-2011 всі підстави поділяються на три великі класи: скельні, дисперсні та мерзлі. Іноді в окрему категорію виділяють види, що утворилися внаслідок діяльності людини – техногенні.

Мерзлими можуть бути всі види основ. Зв'язок між частинками забезпечується не тільки за рахунок структурних сил, а й за допомогою кріогенних зв'язків (крижаних). Міцність таких ґрунтів велика, але лише у замороженому стані.

Скельні

Скельні ґрунти є дуже міцним масивом з жорсткими структурними зв'язками. Підстави можуть мати різне походження, а також фізичні та механічні характеристики. Зустрічаються такі види досить рідко, вони представлені переважно такими ґрунтами:

• граніт;
• кварцит;
• мармур;
• базальт;
• піщаник;
• вапняк;
• гіпс;
• сланці.

Скельні ґрунти погано стискаються, не утворюють порожнеч і тріщин. Такий ґрунт є ідеальним варіантом для будівництва незаглиблених фундаментів. Вони практично не деформуються, тому немає ймовірності нерівномірних осадів, які є небезпечними для будівель і призводять до появи похилих тріщин на стінах. Залежно від міцності скельні ґрунти можуть бути:

• дуже міцні, міцні, середньоміцні та маломіцні (скельні);
• знижено-міцні, з низькою міцністю та з дуже низькою міцністю (напівскальні).

Дисперсні

Такі види основ є найпоширенішими. Зв'язки між частинками ґрунту тут можуть бути механічними або водно-колоїдними. Останні забезпечуються за рахунок взаємодії частинок ґрунту та води. Практично всі такі ґрунти мають осадове походження.

У таблиці показано поділ дисперсних ґрунтів на групи та підгрупи.

Класифікація грунтів за рівнем безодню.

Морозне здирство є однією з найактуальніших проблем при будівництві в холодних регіонах, де взимку температура опускається нижче нуля. Це явище викликано одночасним впливом на ґрунт вологи та холоду. При цьому основа збільшується в розмірах і чинить тиск на підошву та бічну поверхню фундаментів.

Щоб уникнути негативних наслідків, важливо вчасно вжити заходів щодо боротьби з пученням. Для цього до початку будівництва потрібно визначити, до якої групи належать види ґрунту, розташовані на ділянці під будинок.

Таблиця нижче заснована на ГОСТ 25100-2011 та СП 243.1326000.2015 (додаток А). У ній наведені ґрунти та їх схильність до виникнення сил морозного пучення.

Тип основи	Тип місцевості за характером зволоження ґрунту	Ступінь пучинистості
Крупноуламковий грунт, пісок гравілистий, великий, середньої крупності, в якому міститься менше 2% пилуватих частинок	будь-який	умовно непучинистий
Те ж із вмістом пилуватих частинок до 15%	1	умовно непучинистий
Пісок дрібний із вмістом пилуватих частинок до 2%	1	умовно непучинистий
Пісок гравілистий, великий, середньої крупності з вмістом пилуватих частинок до 15%	2, 3	слабопучинистий
Пісок дрібний із вмістом пилуватих частинок до 15%	1, 2	слабопучинистий
	1	слабопучинистий
Легкий супіс	1	слабопучинистий
	1	слабопучинистий
Легкий супіс	2, 3	пучинистий
	1	пучинистий
Легкий суглинок, важка глина	2, 3	пучинистий
Пилуватий пісок, супісок, суглинок (важкий)	2, 3	сильнопучинистий
Пилуватий важкий супісь і легкий суглинок	2	сильнопучинистий
Пилуватий важкий супісь і легкий суглинок	3	надмірнопучинистий

Цифри у типі місцевості за характером зволоження ґрунту визначаються за СП 34.13330.2012 (додаток В) та означають:

• 1 - за наявності поверхневого відведення вологи від будівлі та глибокому розташуванні рівня ґрунтових вод (УГВ);
• 2 - за відсутності поверхневого відведення вологи та глибокого розташування УГВ;
• 3 - за відсутності поверхневого відведення вологи та високому розташуванні УГВ.

Гравій (окатаний) та щебінь (з гострими краями).

При будівництві важливо пам'ятати, що абсолютно непучинистих ґрунтів не існує. Пучення з'являється не через основу, а через вологу та негативні температури. Будь-який грунт взимку за наявності в ньому води може чинити тиск на фундаменти. До групи умовно непучинистих підстав віднесені ті, які дуже рідко призводять до виникнення небезпечного явища. У цих випадках особливих заходів щодо захисту конструкцій будівлі від морозного пучення найчастіше не передбачаються.

До заходів щодо запобігання сил морозного пучення відносяться гідроізоляція, утеплення, дренаж, утеплена вимощення, влаштування зливової каналізації. Ці заходи передбачаються в комплексі для всіх типів пучинистих ґрунтів:

• слабопучинистих;
• пучинистих;
• сильнопучинистих;
• надмірнопучинистих.

Як визначити групу ґрунту при будівництві

За приватного будівництва замість повноцінних геологічних досліджень можуть бути проведені ручні роботи. Існує два методи:

• уривка шурфів;
• ручне буріння.

Уривок шурфів для візуального вивчення ґрунту.

Шари ґрунту при цьому вивчають візуально. Щоб стало зрозумілим, як визначити який тип ґрунту на ділянці будівництва візуально, рекомендується ознайомитися з таблицею нижче.

Тип основи	Опис
Скельні ґрунти	Суцільний масив без порожнин, можливі невеликі тріщини, практично не піддається стиску
Великоуламкові ґрунти	Є уламками скельних порід. До цієї групи належать щебінь, дерево, гравій та галька. Гравій (розміри частинок від 1 мм до 1 см) та галька (розміри частинок від 1 см до 20 см) мають окатані краї. Дресви (2-10 мм) і щебінь (1-20см) мають гострі грані.
Піски	Нескладні ґрунти з розміром частинок від 0,05 до 2 мм. За розміром фракції поділяються на 5 груп: грависті 1-2 мм; великі 0,5-1 мм; середні 0,25-0,5 мм; дрібні 0,1-0,25 мм; пилуваті 0,05-0,1 мм
Глини	Складаються з пилуватих частинок розмірами менше 0,05 мм, пов'язаних між собою. Без тріщин і розривів розкочується в шнур або коржик, скочується в кульку. На несучу здатність такої основи сильно впливає вологість. Пластична глина легко деформується і добре тримає форму, у долоні при цьому створюється відчуття прохолоди. Тверда глина тяжко деформується. Поточна глина легко деформується і погано тримає форму, її характеристики міцності дуже низькі. Щоб відрізнити глину від супіску та суглинку, необхідно розтерти ґрунт у руках, при розтиранні глини не повинні відчуватися піщані частинки.
Суглинки	Якщо ґрунт візуально схожий на глину, але при розтиранні відчуваються піщані частинки, це суглинок. Тип суглинку також визначається при розтиранні: пісок відчувається, грудочки ґрунту легко роздавлюються, при розгляді видно піщинки на тлі пилуватих частинок - легкий; піску мало, грудки роздавлюються, при розкочуванні у шнур рветься на шматочки - середній; відчувається пісок, грудочки важко роздавити, легко розкочується у довгий шнур – важкий.
Супесі	При розтиранні відчуваються пилуваті та піщані частинки. Піску більше, ніж у суглинці. Скачати такий ґрунт у шнур складно, матеріал розпадається на шматочки. Поділяється на типи: легка з величезним переважанням великого піску; та важка з переважанням дрібного.
Лес	Глинистий тип основи має палевий колір. Вирізняється високою пористістю, легко розмокає.

Характеристики міцності грунтів

Остаточним етапом геологічних досліджень (як лабораторних, так і спрощених) має стати міцність ґрунтів на ділянці. Вона визначатиме геометричні розміри фундаменту та матеріали, використані для виготовлення (наприклад, арматура для залізобетонних конструкцій).

Залежно від того, які види ґрунтів залягають на ділянці, змінюється здатність основи, що несе. Для розрахунків найчастіше необхідно значення, яке показує максимальне навантаження кг на 1 см2 площі. Класифікація ґрунтів за міцністю наведена у таблиці.

Тип ґрунту	Розрахункова несуча здатність
	для фундаментів дрібного закладення (1 – 1,5 м)	для фундаментів глибокого закладання (2-2,5 м)
Щебінь та галька	4,5 кг/см 2	6 кг/см 2
Щебінь та галька з включенням глинистих частинок	2,8 кг/см 2	4,2 кг/см 2
Дерева та гравій	4 кг/см 2	5 кг/см2
Пісок гравілистий та великої фракції.	3,2 кг/см 2	5,5 кг/см 2
Тверді глини	3,0 кг/см 2	4,2 кг/см 2
Пластичні глини	1,6 кг/см 2	2 кг/см2
Пісок середньої фракції	2,5 кг/см 2	4,5 кг/см 2
Пісок дрібної фракції (з невисокою вологістю)	2 кг/см2	3,5 кг/см 2
Пісок дрібної фракції (з високою вологістю)	1,5 кг/см 2	2,5 кг/см 2
Суглинки	1,7 кг/см 2	2 кг/см2
Супесі	1,5 кг/см 2	2,5 кг/см 2

Якщо правильно визначити, які види ґрунту залягають на ділянці будівництва, вибрати геометричні розміри фундаменту та їх конструкцію залежно від властивостей основи, можна не переживати за довговічність та надійність будівлі.

Таблиця 1

Найменування ґрунтів (порід) та корисних копалин	Група ґрунтів	Коефіцієнт фортеці за шкалою проф. М. М. Протодьяконова
Магматичні породи дрібнозернисті невивітрілі виняткової міцності (діабази, габро, діорити, джеспіліти, порфірити та ін.) та метаморфічні породи дрібнозернисті невивітрілі виняткової міцності (кварцити та ін.), зливні кварці, титано-магнетитові руди
Магматичні породи дрібнозернисті невивітрілі дуже міцні (діабази, діорити, базальти, граніти, андезити та ін.) та метаморфічні породи дрібнозернисті невивітрілі дуже міцні (кварцити, роговики та ін.)		19 > f ³ 17
Кремінь, кварцитові пісковики, вапняки невивітрілі виняткової міцності, дрібнозернисті магнетитові та магнетито-гематитові залізні руди.		17 > f ³ 15
Магматичні породи середньозернисті невивітрілі та слабовивітрілі міцні (граніти, діабази, сієніти, порфірити, трахіти та ін.) та метаморфічні породи середньозернисті невивітрілі міцні (кварцити, гнейси, амфіболіти та ін.)		15 > f ³ 12
Пісковики дрібнозернисті окварцовані, вапняки і доломіт дуже міцні, мармури дуже міцні, крем'янисті сланці, кварцити з помітною сланцюватістю, окремі бурі залізняки, дрібнозернисті свинцево-цинкові і сурм'яні руди з кварцом, міцні міднонікелеві.		12 > f ³ 10
Конгломерати та брекчії міцні на вапняному цементі, доломіти та вапняки міцні, піщаники міцні на кварцовому цементі, колчедани, мартито-магнетитові руди, крупнозернисті магнетито-гематитові залізисті руди, бурі залізняки, хромітові руди		10 > f ³ 8
Магматичні породи крупнозернисті невивітрілі та слабовивітрілі (граніти, сієніти, змійовики та ін.) та метаморфічні породи крупнозернисті невивітрілі (кварцово-хлоритові сланці та ін.)		8 > f ³ 7
Аргіліти та алевроліти міцні, магматичні породи вивітрілі (граніти, сієніти, діорити, змійовики та ін.) та метаморфічні породи вивітрілі (сланці та ін.), вапняки невивітрілі середньої міцності, сидерити, магнезити, мартитові руди, мідний колче поліметалічні руди (пірити, галеніти, халькопірити, піроксени), хромітові руди в серпентинітах, апатитоніфелінові руди, міцні боксити		7 > f ³ 5
Вапняки та доломіти слабовивітрілі середньої міцності, пісковики на глинистому цементі, метаморфічні породи середньозернисті вивітрілі (сланці слюдисті та ін), бурі залізняки, глинозернисті руди, ангідрити, крупнозернисті сульфідні свинцево-цинкові руди		5 > f ³ 4
Вапняки та доломіти вивітрілі середньої міцності, мергель середньої міцності, метаморфічні породи крупнозернисті середньої міцності (глинисті, вугілі, піщані і талькові сланці), пемза, туф, лимоніти, конгломерати та брекчії з галькою з осадових порід		4 > f ³ 3
Антрацити, міцне кам'яне вугілля, конгломерати та пісковики середньої міцності, алевроліти та аргіліти середньої міцності, опоки невивітрілі середньої міцності, малахіти, азурити, кальцити, туфи вивітрілі, міцна кам'яна сіль		3 > f ³ 2
Аргіліти та алевроліти маломіцні, опоки вивітрілі середньої міцності, вапняки та доломіти вивітрілі маломіцні, валунні грунти, кам'яне вугілля середньої міцності, міцне буре вугілля		2 > f ³ 1,5
Глини карбонатні тверді, крейда щільна, гіпс, дрібноподібні породи маломіцні, черепашник слабо зцементований, гравійні, галечникові, дерев'яні та щебеневі грунти з валунами. Кам'яне вугілля м'яке, затверділе ліс, буре вугілля, трепел, м'яка кам'яна сіль, глини та суглинки тверді та напівтверді, вміст до 10 % гальки, гравію або щебеню		1,5 > f ³ 1
Глини та суглинки без домішок гальки, гравію або щебеню туго- і м'якопластичні, галичникові, гравійні, щебеневі ґрунти щільного додавання, піски гравілисті, ґрунти з корінням та з домішками, шлак злежаний		1 > f ³ 9
Піски, ґрунти рослинного шару без коренів і домішок, торф без коренів, доломітове борошно, шлак пухкий, пухкі гравійні, галечникові, дерев'яні та щебенисті ґрунти, будівельне сміття, що злежалося		0,9 > f ³ 0,5
Пухкі вапнякові туфи, ліси, суглинки лісоподібні, супесі та пісок без домішок або з домішкою щебеню, гравію або будівельного сміття. Піски-пливуни		0,5 > f ³ 0,4

Примітки:

1. Ґрунти (породи) слід відносити до тієї чи іншої групи за величиною коефіцієнта міцності порід за шкалою проф. М. М. Протодьяконова.

2. Ця класифікація не поширюється на мерзлі грунти.

9. У розцінках прийнято тривалість робочих змін, наведену в табл. 2 цієї технічної частини.

10. У розцінках цієї збірки передбачено вартість експлуатації машин та механізмів, що споживають електроенергію та стиснене повітря від стаціонарних установок. При отриманні електроенергії та стисненого повітря від пересувних установок (до пуску в експлуатацію стаціонарних установок), кількість маш.-час ПЕМ та компресорів визначається за ПОС.

11. Витрати на транспорт по поверхні розроблених ґрунтів, включаючи розвантаження їх на відвалі та утримання відвалу, розцінками цієї збірки не враховано, ці витрати слід визначати додатково.

Маса та обсяг розробленого ґрунту визначаються за технічними частинами відповідних розділів збірника.

12. У розцінках таблиць збірника, в яких витрата арматури вказана з літером «П» (за проектом), витрата та вартість арматури не враховано.

При складанні кошторисів витрата арматури та клас сталі слід приймати за проектними даними виходячи із загальної маси всіх видів армування (каркасами, сітками, окремими стрижнями) без коригування витрат праці робітників-будівельників та машин та механізмів на її встановлення.

13. Зазначений у цьому збірнику розмір «до» включає цей розмір.

Класифікація ґрунтів включає такі таксономічні одиниці, що виділяються за групами ознак:

Клас – за загальним характером структурних зв'язків;

Група – за характером структурних зв'язків (з урахуванням їхньої міцності);

Підгрупа – за походженням та умовами освіти;

Тип – за речовим складом;

Вид – за найменуванням ґрунтів (з урахуванням розмірів частинок та показників властивостей);

Різновиди – за кількісними показниками речовинного складу, властивостей та структури ґрунтів.

Найменування ґрунтів повинні містити відомості про їхній геологічний вік відповідно до місцевих стратиграфічних схем, прийнятих у встановленому порядку.

До характеристик ґрунтів за різновидами, передбаченими цим стандартом, допускається вводити доповнення та зміни у випадках появи нових кількісних критеріїв виділення різновидів ґрунтів та в результаті науково-технічних розробок.

Класифікація ґрунтів згідно з ГОСТ 25100-95 у скороченому вигляді показана в табл. 3.1.

Скельні ґрунти.Їхні структури з жорсткими кристалічними зв'язками, наприклад, граніт, вапняк. Клас включає дві групи ґрунтів: 1) скельні, куди входить три підгрупи порід, магматичні, метаморфічні, осадові сцементовані та хемогенні; 2) напівскельні у вигляді двох підгруп - магматичні вилилися і осадові породи типу мергелю та гіпсу. Розподіл ґрунтів цього класу на типи заснований на особливостях мінерального складу, наприклад, силікатного типу – гнейси, граніти, карбонатного типу – мармур, хемогенні вапняки. Подальше розподіл грунтів на різновиди проводиться за властивостями: за міцністю – граніт – дуже міцний, вулканічний туф – менш міцний; по розчинності у воді – кварцит – дуже водостійкий, вапняк – неводостійкий.

Дисперсні ґрунти.До цього класу входять лише осадові гірські породи. Клас поділяється на дві групи - зв'язкових та незв'язних ґрунтів. Для цих грунтів характерні механічні та водноколоїдні структурні зв'язки. Зв'язкові ґрунти поділяються на три типи - мінеральні (глинисті утворення), органо-мінеральні (мули, сапропелі та ін.) та органічні (торфи). Незв'язні грунти представлені пісками та великоуламковими породами (жвір, щебінь та ін-). В основу різновидів ґрунтів покладено щільність, засоленість, гранулометричний склад та інші показники.

Мерзлі ґрунти.Усі ґрунти мають кріогенні структурні зв'язки, тобто цементом ґрунтів є лід. До складу класу входять практично всі скельні, напівскельні та зв'язні ґрунти, що знаходяться в умовах негативних температур. До цих трьох груп додається група крижаних ґрунтів у вигляді надземних та підземних льодів. Різновиди мерзлих ґрунтів ґрунтуються по крижиних (кріогенних) структурах, засоленості, температурно-міцнісних властивостях та ін.

Техногенні ґрунти.Ці ґрунти являють собою, з одного боку, природні породи – скельні, дисперсні, мерзлі, які в будь-яких цілях були піддані фізичному чи фізико-хімічному впливу, а з іншого боку, штучні мінеральні та органомінеральні утворення, що сформувалися в процесі побутової та виробничої діяльність людини. Останні часто називають антропогенним утворенням. На відміну від інших класів цей клас спочатку поділяється на три підкласи, а вже після цього кожен підклас, своєю чергою, розпадається на групи, підгрупи, типи, види та різновиди ґрунтів. Різновиди техногенних ґрунтів виділяються на основі специфічних особливостей властивостей.

Таблиця 3.1

Клас скельних та дисперсних ґрунтів

Клас	Групи	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
Скельні (з жорсткими структурними зв'язками - кристалізаційними та цементаційними)	Скельні	Магматичні	Інтрузивні	Силікатні	Ультраосновного складу	Перидотити, дуніти, піроксеніти	Виділяються по: 1 межі міцності на одновісне стиск у водонасиченому стані; 2 щільності скелета ґрунту; 3 коефіцієнту вивірелості; 4 ступеня розм'якшення; 5 ступеня розчинності; 6 ступеня водопроникності; 7 ступеня засоленості; 8 структурі та текстурі; 9 температурі
Основного складу	Габро, норити, анортозити, діабази, діабазові порфірити, долерити
Середнього складу	Діорити, сієніти, порфірити, ортоклазові порфіри
Кислого складу	Граніти, гранодіорити кварцові, сієніти, діорити, кварцові порфіри, кварцові порфірити
Скельні		Ефузивні	Силікатні	Основного складу	Базальти, долерити	Виділяються по: 1 межі міцності на одновісне стиск у водонасиченому стані; 2 щільності скелета ґрунту; 3 коефіцієнту вивірелості;
Середнього складу	Андезити, вулканогенно-уламкові ґрунти*, обсидіани, трахіти

Продовження табл. 3.1

Клас	Групи	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
Скельні (з жорсткими структурними зв'язками – кристалізаційними та цементаційними)					Кислого складу	Ліпарити, дацити, ріоліти	4 ступеня розм'якшення; 5 ступеня розчинності; 6 ступеня водопроникності; 7 ступеня засоленості; 8 структурі та текстурі; 9 температурі
Метаморфічні	Силікатні	Гнейси, сланці, кварцити
Карбонатні	Мармури, роговики, скарни
Залізисті	Залізні руди
Осадові інтрузивні	Силікатні	Пісковики, конгломерати, брекчії, туфіти
Карбонатні	Вапняки*, доломіти
Осадові ефузійні	Силікатні	Вулканогенно-уламкові ґрунти*
Напів-скельні	Магматичні ефузійні	Силікатні	Вулканічні туфи
Опадові	Силікатні	Аргіліти, алевроліти, пісковики
Кремнисті	Опоки, трепіла, діатоміти

Продовження табл. 3.1

Клас	Групи	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
			Карбонатні	Крейда, мергелі, вапняки*
Сульфатні	Гіпси, ангідрити
Галоїдні	Галіти, карноліти
Дисперсні (з механічними та водно-колоїдними структурними зв'язками)	Зв'язкові	Опадові	Мінеральні	Силікатні Карбонатні Залізисті Полімінеральні	Глинисті ґрунти	Виділяються по: 1 гранулометричному складу (великоуламкові грунти та піски); 2 числу пластичності та гранулометричного складу (глинисті грунти та мули); 3 показником плинності (глинисті ґрунти); 4 відносної деформації набухання без навантаження; 5 відносної деформації просідання (глинисті грунти);
Органо-мінеральні	Іли Сапропелі Заторфовані ґрунти
Органічні	Торфи та ін.

* Ґрунти одного виду, що відрізняються за значенням міцності на одновісний стиск

Продовження табл. 3.1

Примітка - Ґрунти (щебеневі, дерев'яні, піщані, глинисті, торф'яні та ін.) виділяються за сукупністю ознак як відповідний вид та різновид ґрунту.

Таблиця 3.2

Клас природні мерзлі ґрунти

Клас	Група	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
Мерзлі (з кріогенними структурними зв'язками)	Скельні	Промерзлі	Інтрузивні Ефузивні Метаморфічні та осадові	Крижані мінеральні	Усі види магматичних, метаморфічних та осадових	Виділяються по: 1 крижині за рахунок видимих ​​крижаних включень; 2 температурно-міцнісні властивості; 3 ступеня засоленості; 4 кріогенної текстури
Напівскальні	Ефузивні Осадові
	Опадові	Крижані мінеральні	Ті ж, що і для дисперсних ґрунтів
Крижані органо-мінеральні
Крижані органічні
Крижані	Конституційні (внутрішньоґрунтові)		Льоди – сегрегаційні, ін'єкційні, льодовикові
Поховані	Льоди	Льоди – льодові, річкові, озерні, морські, донні, інфільтраційні (снігові)
		Печерно-житлові		Льоди – житлові, повторножильні

Таблиця 3.3.

Клас техногенних ґрунтів (скельних, дисперсних)

Клас	Група	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
	скельні ґрунти	Скельні та напівскельні ґрунти			силікатні, карбонатні	граніти, базальти, кварцити, пісковики, мармури, вапняки, мергелі та ін.
дисперсні ґрунти	Зв'язкові		Змінені фізичним впливом	силікатні, карбонатні, полімінеральні, органомінеральні та ін.	роздроблені скельні та дисперсні породи (глинисті, піщані та ін.)
Змінені фізико-хімічним впливом
Нескладні	Природні породи, переміщені утворення	Насипні
Намивальні
Антропогенні утворення	Насипні	Відходи виробничої та господарської діяльності	Побутові відходи
Намивальні	Промислові відходи: будівельні відходи, шлаки, шлами, золи, золошлаки та ін.

Продовження табл. 3.3

Клас	Група	Підгрупа	Тип	Вид	Різновиди
Техногенні ґрунти (з різними структурними зв'язками)	Мерзлі	Скельні Напівскальні	Природні утворення, змінені в умовах природного залягання			Усі види природних скельних ґрунтів	Виділяються як відповідні різновиди класів природних ґрунтів з урахуванням специфічних особливостей та властивостей техногенних ґрунтів
Змінені хіміко-фізичним впливом
Зв'язкові	Природні утворення, змінені в умовах природного залягання	Змінені фізичним (тепловим) впливом	Ті ж, що і для природних мерзлих ґрунтів	Усі види природних дисперсних ґрунтів
Змінений хіміко-фізичним впливом
Нескладні	Природні переміщені освіти	Насипні Намивальні	Змінені фізичним (тепловим) або хіміко-фізичним впливом		Побутові відходи Промислові відходи: будівельні відходи, шлаки, шлами, золи, золошлаки та ін.
Крижані	Антропогенні утворення	Насипні Намивальні Наморожені

Фундаментом називається конструкція підземної частини будівлі, через яку передаються навантаження (вага) від вищележачих конструкцій (стін, перекриттів та ін. - Власна вага) і від людей, обладнання, меблів (так зване корисне навантаження - на основу, тобто на грунт. Підстави будинків бувають двох видів - природні та штучні.

Природною основою вважається ґрунт, що залягає під фундаментом і має несучу здатність, що забезпечує стійкість будівлі та допустимі за величиною та рівномірністю нормативні опади. Будь-який ґрунт, здатний за своїми властивостями служити природною основою для зведення на ньому необхідної споруди, називається материком.

Штучним називається ґрунт, який не має достатньої несучої здатності і який потрібно штучно зміцнювати (трамбуванням, зменшенням його вологості та плавучості, хімічними добавками) або замінювати.

Конструкції фундаментів завжди залежать від характеру основи. Найчастіше для заміських одно-триповерхових житлових будинків-котеджів досить несучої можливості природної підстави.

Карта сезонного промерзання ґрунтів.(У див.)

Для міцності та довговічності будинку, запобігання його від наднормативних просадок та перекосів, важливо визначити, на яку глибину треба закладати фундаменти. Всупереч широко існуючій думці далеко не завжди фундаменти повинні бути масивними і глибокими, а отже, більш трудомісткими і дорогими. Багато в чому це залежить від виду ґрунту.

Найбільшу небезпеку для будинку становить весняне спучування грунту: порожнечі і пори, що є в грунті, заповнюються водою, яка взимку замерзає, а лід, що утворився, збільшуючись в обсязі, при відтаванні верхніх шарів землі вичавлює фундамент нагору, що призводить до нерівномірних опадів, перекосів, руйнування.

Підвищена вологість у поєднанні з мінусовою температурою ґрунту і є причиною його промерзання. А оскільки, перетворюючись на лід, вода збільшується в обсязі приблизно на 10%, виникає підйом (пучення) шарів ґрунту в межах глибини промерзання. Ґрунт прагне виштовхнути фундамент із землі в зимовий період і, навпаки, "затягує" при таненні льоду навесні. Причому це відбувається нерівномірно по периметру фундаменту і може спричинити його деформацію і навіть появу тріщин, а ті - руйнування. Сили спучування здатні підняти майже будь-який котедж, щоправда, у різних місцях ділянки з різною інтенсивністю (близько 120 кН на 1 м2). Приборкати їх можна лише грамотним виконанням фундаменту.

Загальновідома конструкція фундаменту висотою нижче за рівень промерзання. У цьому випадку його нижня площина (підошва) спирається на шари грунту, що ніколи не промерзає. Але досвід багаторічних спостережень показав, що така конструкція ефективна лише за навантаженні понад 120 кН на 1 пог. м стрічкового фундаменту, тобто для досить важких цегляних та кам'яних 2-3-поверхових будов. При легких стінах з бруса, дерев'яного каркасу, що обшивається, спіненого бетону навантаження становить лише 40-100 кН/пог. м. А отже, сили прилеглих шарів ґрунту, що діють на фундамент під час пучення, можуть все одно викликати його деформацію, але вже за рахунок сил тертя. Крім того, у разі неважких будинків несуча здатність глибокого фундаменту найчастіше використовується лише на 10-20%, тобто 80-90% матеріалів та засобів, що вкладаються в роботи нульового циклу, витрачаються марно.

Усі типи грунтів прийнято розділяти на великі групи:

• грунти пучинисті;
• ґрунти непучинисті.

До пучинистих відносять глинистий, піщаний пилуватий і дрібний, а також великоуламкові, вміст глинистого заповнювача в якому перевищує 15%. Піщаний пилуватий грунт з високою вологістю називають пливуном і не використовують як основу через його низьку несучу здатність. Крупноуламкові ґрунти з піщаним заповнювачем, піски гравілисті, великі та середні, що не містять глинистих фракцій, вважаються непучинистими за будь-якого рівня ґрунтових вод (УВГ). У разі будівництва на пучинистому ґрунті завжди керуються нормативною (розрахунковою) глибиною промерзання.

Грунти основ будівель та споруд поділяють на чотири основні групи: скельні, великоуламкові, піщані та глинисті.

Скельні ґрунти- вивержені, метаморфічні та осалочні породи з жорсткими зв'язками між зернами (спаяні та зцементовані), що залягають у вигляді суцільного або тріщинуватого масиву. Якщо ґрунти скельні, то вони міцні, не стискаються, водостійкі і морозостійкі (якщо вони без тріщин і порожнин), не розмиваються і, отже, не спучуються. На них можна закладати фундамент – цоколь – безпосередньо по вирівняній поверхні. Такі ґрунти під котеджі трапляються дуже рідко.

Великоуламкові ґрунти- несцементовані ґрунти, що містять понад 50% за масою уламків кристалічних та осадових порід з частинками розмірами понад 2 мм (щебінь, галька, гравій, валуни). Вони є гарною основою, якщо вони лежать щільним шаром, і не схильні до розмивання:

• Гравій (дерево)- Зерна розміром від горошини до дрібного горіха (від 2 до 40мм) становлять більше половини по масі. Між ними дрібніше наповнення. Гравій має частково окатані форми, дерева – з гострими краями.
• Галька (щебінь)– зерна розміром більше горіха (від 40 до 100 мм) становлять понад половину за масою. Між ними – дрібне наповнення. Галька – обгорнутої форми, щебінь – гострокутної.
• Валуни- Розмір в діаметрі більше 100мм.

Піщані ґрунти- сипучі в сухому стані ґрунти, що містять менше 50% по масі частинок більше 2мм і не володіють властивістю пластичності, в основному складаються з частинок крупністю від 0,05 до 2 мм і розрізняються на гравілисті, великі, середньої крупності та пилуваті. Чим більший і чистіший пісок, тим велике навантаження він може нести і за достатньої потужності і рівномірної щільності шару представляє хорошу основу для будівель.

• Пісок пилуватийнагадує пил або жорстку муку типу крупчастої, окремі зерна в масі важко помітні (від 0,005 до 0,05 мм).
• Пісок дрібниймає зерна, слабо помітні оком, пісок середньої крупності, в основному має зерна розміром з просяне.
• Великий пісокмає велику кількість зерен розміром із гречану крупу.

Крупноуламкові та піщані ґрунти (крім пилуватих з крупністю частинок від 0,05 мм) мають хорошу, велику водопроникність і тому не витріщаються при замерзанні. У зв'язку з цим незалежно від рівня зимового стояння ґрунтових вод та глибини промерзання фундаменти при непучинистих піщаних та великоуламкових ґрунтах слід закладати на невелику глибину, але не менше 0,5 м від поверхні спланованої землі. При визначенні рівня стояння ґрунтових вод слід враховувати, що влітку та навесні він значно підвищується, а взимку знижується.

Глинисті ґрунти- Пов'язані пластичні грунти (в основному суміш піску і глини) містять дуже дрібні частинки (менше 0,005 мм), що мають в більшості лускату форму і тонкі численні капіляри, які легко всмоктують воду. У більшості випадків глинисті ґрунти легко зволожуються та розріджуються, при промерзанні відбувається збільшення їх обсягу – пучення. Глина у сухому стані тверда у шматках, у вологому – в'язка, пластична, липка, мажеться. При розтиранні між пальцями піщаних частинок не відчувається, грудочки роздавлюються дуже важко, піщин не видно. При скочуванні в сирому стані утворюється в довгий шнур діаметром менше 0,5 мм; а при стисканні кулька перетворюється на корж, не тріскаючись по краях; при різанні ножем у сирому стані має гладку поверхню, на якій не видно піщинок.

Пилувато-піщані ґрунтиз домішкою дуже дрібних глинистих частинок, розріджені водою, називають пливунами. Вони не придатні для використання як природна основа, тому що мають велику рухливість і дуже низьку здатність, що несе.

Суглінкомназивається грунт, за наявності в суміші від 10 до 30% глинистих частинок, грудки і шматки в сухому стані менш тверді, при ударі розсипаються на дрібні шматки, у вологому стані мають слабку пластичність липкість; при розтиранні відчуваються піщані частинки, грудочки роздавлюються легше, ясно видно піщинки на тлі тонкого порошку; при скочуванні в сирому стані довгого шнура не виходить, він рветься; куля, скручена в сирому стані, при стисканні утворює коржик з тріщинами по краях.

Супесьюназивається грунт, за наявності від 3 до 10% глинистих частинок. Супесь – у сухому стані грудки легко розсипаються і кришаться від удару, непластична, переважають піщані частинки, грудочки роздавлюються без удару, майже не скочуються у шнур; куля, скручена в сирому стані, при легкому тиску розсипається.

У таких ґрунтах глибину закладення фундаментів визначають виходячи з глибини промерзання ґрунту та рівня стояння ґрунтових вод у період замерзання. При низькому рівні стояння ґрунтових вод (нижче за глибину промерзання на 2 м і більше) грунт має малу вологість і глибину закладення фундаментів можна влаштовувати близько від поверхні землі, але не менше 0,5 м.

Якщо відстань від спланованої поверхні землі до рівня ґрунтових вод менша за глибину промерзання, то підошву фундаменту слід закладати на глибину промерзання або навіть на 0,1 м глибше. Глибину закладення фундаментів внутрішніх стін, колон і перегородок в будинках, що регулярно опалюються (з температурою приміщень не нижче +10°С) можна приймати рівною 0,5 м, незалежно від глибини промерзання грунтів.

Розрахункову глибину промерзання під фундаменти зовнішніх стін будівель, що регулярно опалюються, зменшують у порівнянні з її нормативним значенням: на 30% - при підлогах на грунті; на 20% - при підлогах на лагах по цегляних стовпчиках і на 10% - при підлогах на балках.

Так що не заощаджуйте копійки, перевірте ґрунти. Як правило, відбір ґрунту здійснюється за допомогою ручного зонда в шурфах глибиною до 5 м для малоповерхового дерев'яного будинку та до 7-10 м – для цегляного або кам'яного. Шурфів потрібно щонайменше чотирьох (у першу чергу по кутах майбутньої будови).

Кожен грунт складається з окремих частинок, і що менше між собою пов'язані ці елементи, то легше розробляється грунт.

Наближено можна розділити всі ґрунти на наступні 5 груп за ступенем їхньої пов'язаності:

Характеристика найважливіших ґрунтів

I. Пухкі, сипучі ґрунти

- Вийшли від руйнування вітром і водою скелястих грунтів.

До сипучих ґрунтів відносяться:

— Пісок.Частинки піску не пов'язані між собою. Чистий сухий пісок розтікається, якщо його сипати купою.

Піски залежно від свого походження бувають гірські, яружні, річкові чи морські. Гірські та яружні піски складаються з окремих нерівних піщин з гострими краями. Річковий та морський піски мають округлені гладкі піщинки.

За крупністю окремих зерен розрізняють:

- дрібний пісок - переважають зерна завбільшки до 0,5 мм;

- Середній пісок - переважають зерна від 0,5 до 1 мм;

- Великий пісок - переважають зерна від 1 до 3 мм;

Гравій– це суміш окатаних каменів розмірами в діаметрі від 3 до 40 мм, не пов'язаних між собою.

Великий гравій, що складається з камінців від 40 до 120 мм у поперечнику, називається галькою.

До пухких і сипких ґрунтів відноситься також супісок, Що складається з піску з домішкою глини у кількості 3-10% від загального обсягу

ІІ. Рослинні ґрунти

До рослинних ґрунтів відносяться всі поверхневі ґрунти з наявністю в них залишків згнилих рослин (перегною), наприклад чорноземта торф. Рослинні ґрунти легко розпушуються і розмиваються водою, легко вбирають воду і при насиченні водою розпливаються, звертаючись в бруд.

ІІІ. Щільні та в'язкі ґрунти.

До щільних, в'язких ґрунтів відносяться глини та суглинки. Глина- Це ґрунт, що складається з дуже дрібних частинок, щільно пов'язаних між собою.

Глина за ступенем щільності поділяється на важку (щільну) та легку глини.

Основна властивість глини полягає в тому, що при насиченні водою вона сильно набухає і значно збільшується в обсязі. Поруч із глина є майже водонепроникним грунтом, оскільки вода через глину майже проходить.

При висиханні та під тиском глина стискається (дає осадку). У міру зменшення вологості в глині ​​збільшується зчеплення частинок між собою, і вона поступово перетворюється на тверду масу, що важко піддається розробці інструментом.

Глини з домішкою піску називаються суглинками. Розрізняються легкі суглинки – ґрунт, що містить 10-20% глини, та важкі суглинки, що містять 20-30% глини.

IV. Тверді, скельні ґрунти

Грунти тверді, скельні можуть бути різного характеру. Зазвичай розрізняють:

• м'яку та шарувату скелю, що розробляється киркою, ломом, клинами;
• тверду (щільну) скелю, що розробляється тільки за допомогою вибухових речовин.

V. Розріджені ґрунти

До розріджених ґрунтів відноситься так званий пливун. Пливун – це піщано-глинистий або пилувато-піщаний ґрунт, що складається з дуже дрібних частинок і зазвичай сильно насичений водою. Пливун розтікається і у схилі не тримається.

Класифікація ґрунтів

Прийнято розділяти ґрунти за ступенем складності їх розробки на 7 категорій, зазначених у таблиці знизу:

Категорія ґрунту	Найменування ґрунту	Вага 1 куб. м ґрунту в щільному тілі	Спосіб розробки та інструмент	Ступінь проблеми розробки грунту
	Піски		Розробляються підбірними лопатами та заступами
	Супіски
	Рослинний ґрунт
	Чорнозем
	Торф без коріння
	Легкі лісоподібні суглинки		Розробляється лопатами з незначним керуванням
	Гравій дрібний та середній до 15 мм.
	Щільний рослинний грунт
	Торф та рослинний грунт з корінням
	Пісок та рослинний ґрунт із щебенем
	Насипний грунт, що злежався, з щебенем
	Супесок з домішкою щебеню
	Жирна глина		Розробляються заступами із суцільним керуванням
	Важкі суглинки
	Гравій великий та галька при величині зерен від 15 до 40 мм та щебінь
	Рослинна земля або торф з корінням дерев
	Тяжка ломова глина		Розробляється заступом із суцільним застосуванням кирок, брухту або клина та молота.
	Жирна глина та важкі суглинки з домішкою щебеню, гальки, будсміття та булиг вагою до 10 кг.
	Велика галька розміром до 90 см чиста або з домішкою булиг вагою до 10 кг.
	Скельні ґрунти (м'які)		Розробляються частково вручну ударними інструментами та вибухами
	Скельні ґрунти (щільні)		Розробляються вибухами
	Пливун		Розробляється совковими лопатами, відрами та черпаками.

Ступінь проблеми розробки показує, що й у грунті I категорії на розробку 1 куб. м ґрунту витрачається час, що дорівнює одиниці, то в ґрунті, наприклад, IV категорії для розробки 1 куб. м ґрунту потрібно часу в 2 рази більше.

Взимку через промерзання грунтів складність розробки більшості грунтів сильно зростає. Відбувається це через те, що вода, що знаходилася в ґрунті, при замерзанні сильно пов'язує його частинки. Для роботи взимку існує особлива класифікація ґрунтів, що наводиться в таблиці знизу.

Труднощі розробки скельних ґрунтів від пори року не залежить, а пливун взимку зазвичай навіть легше розробляти, ніж улітку.

Глибина промерзання залежить від низки умов. Чим менше снігу, що довша зима, що більше мороз, то глибше промерзає грунт.

Чим глибше промерзає ґрунт, тим складніше його розробляти.

I група Грунти, що вимагають розпушення застосування кирки та часткового брухту		II група Грунти, що вимагають для їх розпушення обов'язкового застосування брухту та частково клина з молотом
	При глибині промерзання в м	Категорія ґрунтів	При глибині промерзання в м
	До 0,75	I.	Більше 0,75
		ІІ.
		ІІІ. (за винятком важкого суглинку та жирної чистої глини)	0,75
		IV. (пливун)

ІІІ група Грунти, що не піддаються розробці брухтом і вимагають застосування клина з молотом або вибухових робіт		IV група Ґрунти, що не піддаються або вкрай важко піддаються розробці клином з молотом і потребують вибухових робіт
	При глибині промерзання в м	Категорія ґрунтів	При глибині промерзання в м
	Більше 0,75
III (за винятком суглинку та чистої жирної глини)
IV (пливун)	Більше 0,75	IV, а також важкий суглинок та чиста жирна глина	Незалежно від глибини промерзання

Даємо найбільшу величину промерзання ґрунтів для деяких місцевостей Росії та України:

• Москва - 1,6 м
• Челябінськ - 2,4 м
• Одеса - 0,8 м
• Київ - 1,0

Дані максимально наближені до реальних. Джерелом є технічні матеріали технікумів затверджених ГУУЗ.

Основні властивості ґрунтів

Основні властивості ґрунтів: об'ємна вага, здатність ґрунту тримати укіс і розпушування.

Об'ємною вагою називається 1 кубічний метро ґрунту в щільному тілі та у стані природної вологості, тобто. у тому стані, в якому ґрунт знаходиться в землі. Об'ємна вага найважливіших ґрунтів вказана в першій таблиці цієї статті.

Якщо взяти сухий ґрунт і вільно насипати його купою на горизонтальну поверхню, то частинки його утворюють деякі укоси. У цьому випадку кажуть, що ґрунт має природний укіс. Кут, під яким розташовується такий укіс по відношенню до горизонтальної поверхні, називається кутом природного укосу та вимірюється у градусах.

Величини цих кутів залежать від ступеня вологості ґрунту. Чим міцніший зв'язок між окремими частинками ґрунту, тим більше крутий укос може тримати ґрунт. Деякі ґрунти можуть тримати вертикальний укіс (скеля, сухий суглинок та ін), інші ж обсипаються, утворюючи пологий укіс (пісок, гравій, супісок).

У таблиці знизу дано значення величини кутів природного укосу для різних ґрунтів:

Найменування ґрунтів	Кут природного укосу в градусах
	Сухий ґрунт	Вологий ґрунт	Мокрий ґрунт
Гравій
Пісок великий
Пісок середній
Пісок дрібний
Суглинок
Рослинна земля
Торф без коріння	40	25

Ґрунт, вийнятий із землі, розпушується, тобто. обсяг його збільшується, тому що в розпушеному ґрунті утворюється більше порожнеч, ніж було раніше, коли він знаходився у щільному стані (у щільному тілі).

Розрізняю початкове та залишкове розпушення ґрунту. Якщо ґрунт щойно викинутий із виїмки, він має первісне розпушення.

З часом цей викинутий ґрунт ущільнюється, проте він ніколи не досягає щільності, яка була у нього до розробки. Невелике збільшення його обсягу (коефіцієнт розпушення) все ж таки залишиться. Це розпушення, що залишається після остаточного ущільнення ґрунту, називається залишковим розпушенням.

І початкове і залишкове розпушення вимірюється у відсотках збільшення обсягу ґрунту стосовно обсягу їх у щільному тілі (до розробки).

У таблиці знизу наведено значення відсотка початкового та залишкового розпушування для різних ґрунтів.

Початкове та залишкове розпушування ґрунтів

Наприклад. Необхідно вирахувати, наскільки збільшився обсяг 100 куб. м глини при її розпушенні. За таблицею знаходимо, що відсоток початкового збільшення обсягу буде від 24 до 30. Приймемо його в середньому 27%. Відсоток залишкового розпушення дорівнює приблизно 4-7, або в середньому 6%. Тоді початковий об'єм викинутої з котловану глини дорівнюватиме: 100+100*27/100 = 127 кубічних метрів.