Особенности проектирования фундамента на скальных грунтах

В данной статье мы рассмотрим геологические свойства скальных грунтов и особенности проектирования фундамента на скальных грунтах. Горные породы, залегающие на поверхности земли и, на сравнительно небольшой глубине, называют грунтами. Это почвенно-растительный слой, суглинки, супеси, пески, глинистые породы, полускальные и скальные породы. По гранулометрическому составу, по характеру и прочности связи между частицами породы разделяют на: связные, несвязные, крупнообломочные, полускальные и скальные.

Особенности проектирования фундамента на скальных грунтах

К скальным грунтам относятся прочные магматические, метаморфические и ряд осадочных пород (песчаники, кварциты, конгломераты, карбонатные породы, породы сцементированные кремнистым цементом) с пределом прочности при одноосном сжатии больше пятидесяти мегапаскаль. В таких породах существуют прочные связи между частицами. Скальные породы разделяют по пределу прочности при сжатии, по тому, насколько могут раствориться, или размягчиться в воде. Частицы в таких породах сцементированы, между ними прочные кристаллизационные связи. В результате увлажнения связи не меняются. Такие грунты почти не сжимаются, водоустойчивы.

Скальные грунты могу состоять из нескольких пород с различными прочностными характеристиками. Изначальное залегание таких пород может быть нарушено, например, в зонах разломов, в зонах выветривания, в зонах тектонических нарушений. В данных зонах в породах образуются трещины, связи между частицами могут быть разорваны, прочность пород будет незначительной  в таких местах. Часто данные изменения происходят в зонах контактов разных пород, слоёв.

Стоимость выполнения геологических изысканий от 5 900 грн за выезд

По характеру трещиноватости выделяют максимально трещиноватые скальные породы, сильно и средне трещиноватые, монолитные и слоистые грунты. В трещиноватых породах сила сцепления между частицами снижается. В слоистых породах силы сцепления вдоль и поперёк слоя сильно различаются. Свойства не трещиноватых скальных пород практически не зависят от температурных изменений. Часто по трещинам в скальных породах циркулируют грунтовые воды. Со временем в скальных грунтах в результате выветривания образуются трещины, порода распадается на мелкие куски.

Наиболее прочными скальными грунтами являются магматические, потом идут метаморфические. Меньше прочность у осадочных грунтов. В целом скальные грунты очень устойчивы и имеют показатель прочности до 5Мпа при одноосном сжатии. Такие грунты почти не сжимаются при давлении.

Прочностные свойства скальных грунтов находятся в прямой зависимости от состава, от характеристик цемента, от наличия трещин и от того, насколько породы выветрились. Для определения изменения прочности при намокании породы вычисляют коэффициент размокания в воде. При насыщении водой у некоторых глинистых скальных пород, пород с глинистым цементом, мела, мергеля, алевролита, аргиллита прочность может снизиться в два-три раза.

Некоторые скальные породы (типа гипса, каменной слои) могут раствориться в воде. Есть такие породы, которые могут в воде размягчаться. Такая особенность проявляется у глиносодержащих грунтов. Размягчение грунта приводит к ухудшению несущей способности и сопротивления сдвигу, увеличению сжимаемости грунта.

По степени растворимости выделяют трудно, средне и легкорастворимые грунты. Для растворимых грунтов указывают степень растворимости. Практически не растворяются магматические, метаморфические осадки, осадки, сцементированные на кремнистом цементе. Плохо растворяются: известняки, доломит, песчаники. К среднерастворимым относятся мел, ангидрит и гипс. В растворимых грунтах могут образоваться карстовые полости.

Наибольшее сопротивление при сжатии наблюдается у нефритов, мелкозернистого гранита, железистых кварцитов, габбро-диабазов. На прочность грунта влияют различные факторы, среди которых размеры частиц, их плотность, связь между ними. При увеличении количества пор и трещин прочность породы снижается. Особенно прочны мелкозернистые породы с равномерными зёрнами.

Прочность грунтов могут ухудшить водные растворы различного состава. Это также следует учитывать при выполнеинии работ - проектирование фундамента на скальных грунтах. На поверхности пород могут протекать различные физико-химические процессы. Вода с растворёнными в ней разными веществами может адсорбироваться в частицы, ослаблять сцепление между частицами. В результате прочность скальных пород может снижаться. Этот процесс может быть обратимым после того, как порода высохнет.

Для оценки поведения грунта под основанием зданий и сооружений определяют прочность пород вдоль прогнозируемой плоскости разрушения на основе лабораторных и полевых данных, результатов математического моделирования. Для трещиноватых пород прочность различается в разных плоскостях. Срез породы делается с учётом направления возможных результирующих давлений. Прочность грунтов может зависеть одновременно от сопротивления пород сдвигу и от прочности пород на сжатие. Сопротивление сдвигу влияет от степени выветрелости - тогда разрушаются связи между частицами и могут измениться сами частицы.

Основания рассчитываются по предельной несущей способности и предельным деформациям. Для расчёта осадка сооружения под нагрузками используют величину равновесного модуля общей деформации.

ООО "ГИЛЬДИЯ ИНЖИНИРИНГ" выполнит весь комплекс - инженерно-геологические исследования на скальных грунтах качественно и в срок.

Комментарии и вопросы:


Ваши вопросы, замечания и пожелания Вы можете оставить здесь. Мы обязательно ответим на все Ваши обращения