1. Грунты

1. Основные сведения об основаниях и фундаментах

Чтобы проектировать и строить фундаменты не только экономично, но, главное, надежно необходимо ясно представлять, как передаются на грунты нагрузки от сооружений, особенности поведения грунтов под действием на них сжимающих, выдергивающих и сдвигающих нагрузок, как изменяются свойства разных грунтов при действии на них воды. Ниже приведены основные положения и понятия, без которых невозможно перейти к изучению непосредственно конструкций фундаментов.

Для изучения и полноценного восприятия информации по фундаментам также необходимо знать основы инженерной геологии, механики грунтов и гидрогеологии. Инженерная геология изучает и оценивает влияние геологических факторов на работу проектируемых зданий и сооружений, а также возможные изменения этих факторов в результате нарушения природных условий при возведении и эксплуатации зданий и сооружений. Механика грунтов занимается изучением напряженно-деформируемого состояния и физико-механических свойств грунтов оснований, разработкой методов расчета прочности и деформаций оснований, способов определения давления грунтов на ограждающие конструкции. Гидрогеология изучает подземные воды, содержащиеся в толще грунтов.

2. Происхождение и состав грунтов

Грунты – горные породы, используемые как основание, среда или материал для возведения сооружения. По происхождению (генезису) горные породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические (изверженные) породы, образовавшиеся в результате застывания магмы, имеют кристаллическую структуру и классифицируются как скальные грунты.

Осадочные породы, образовавшиеся в результате разрушения (выветривания) горных пород и осаждения продуктов выветривания из воды или воздуха, могут быть скальными или нескальными. По своему происхождению скальные грунты делятся на континентальные и морские отложения.

Метаморфические породы – это претерпевшие изменения под влиянием высоких температур и больших давлений магматические и осадочные породы, они характеризуются наличием жестких, преимущественно кристаллических связей и классифицируются как скальные грунты.

В зависимости от возраста грунты относят к различным геологическим системам. Самыми молодыми осадочными грунтами являются отложения четвертичной системы, которые наиболее часто используются в инженерной деятельности.

Грунты, как правило, являются трехфазными системами и состоят из твердых частиц, поры между которыми заполнены газом и водой. Строительные свойства грунтов определяются минералогическим и гранулометрическим составом, структурой, текстурой и состоянием в природном залегании.

Под структурой грунта понимают размер, форму и количественное соотношение слагающих его частиц, а также характер связи между ними.

По характеру структурных связей выделяют грунты с жесткими (кристаллизационными) связями, которые развиты в магматических, метаморфических и осадочных сцементированных породах, т.е. в скальных грунтах, и грунты с водно-коллоидными связями, которые характерны для глинистых грунтов.

Под текстурой грунтов понимают пространственное расположение элементов грунта с разным составом и свойствами. Текстура характеризует неоднородность строения грунта в пласте. Текстурные особенности грунтов определяют пути фильтрации воды, интенсивность и направление деформаций сдвига массива грунта.