Песчаные грунты
Все песчаные грунты хорошо и быстро уплотняются под действием нагрузки. Плотным (по степени уплотнения) можно считать такой грунт, который находится на глубине 1,5 м и более (под постоянным давлением вышележащих слоев он максимально уплотнился и является хорошим основанием для фундамента); грунт средней плотности находится выше 1,5 м или уплотнен искусственно.
Виды песчаных грунтов:
- Гравелистый песок – самый крупный, состоит из песчинок размером 0,25-5 мм, имеет высокую несущую способность: более 5 кг/см 2 .
- Крупный песок имеет размер частиц 0,25-2 мм и имеет несущую способность 4-5 кг/см 2 .
- Средний песок имеет песчинки размером 0,1-1 мм, его несущая способность в плотном состоянии 3-4 кг/см 2 (при насыщении влагой такой грунт снижает свою несущую способность на 1 кг/см 2 ).
- Мелкий песок (пылеватый) имеет размер частиц меньше 0,1 мм, по своим свойствам уже приближается к глинистому грунту (максимальная несущая способность в плотном состоянии 3 кг/см 2 , при насыщении влагой — 1 кг/см 2 ).
Свойства крупного и гравелистого песчаных грунтов практически не зависят от наличия влаги и ее количества, их несущая способность остается постоянной. Таким образом, самым лучшим основанием для фундамента будет гравелистый или крупный песок, который обеспечивает отличную несущую способность и практически не теряет своих свойств при увлажнении.
Тем не менее, песчаный грунт требует защиты от морозного пучения одним из способов способов:
- Для защиты от заиливания песчаную подушку и обратную засыпку нужно отделить от остального грунта пленкой или фильтрующей тканью (так как со временем песок в обратной засыпке и в подушке может заилиться: частички глины из окружающего грунта будут попадать в него, и он потеряет свои непучинистые свойства).
- Удаление влаги (защита от попадания влаги с атмосферными осадками и удаление уже имеющейся влаги — отмостка, ширина которой должна быть больше ширины обратной засыпки, чтобы вода отводилась подальше от фундамента).
- Утепление грунта вокруг дома позволяет уменьшить или вообще исключить промерзание земли (это возможно только в областях, где среднегодовая температура положительная; ширина полосы утеплителя должна соответствовать глубине промерзания: если земля промерзает на 1,5 м, то утеплять надо вокруг дома полосу шириной 1,5 м).
Для того, чтобы определить принадлежит ли грунт на вашем участке к песку, можно воспользоваться следующей таблицей:
Особенность песчаных грунтов состоит в том, что в нем преобладают частицы, состоящие из одного минерала, их размер варьируется от 0,05 до 2 миллиметров. Содержание частиц глины в песчаном грунте составляет не более пяти процентов. При отсутствии влаги они, по сути, характеризуются как обычные сыпучие тело, а если становятся влажными, то образуют низкий уровень связности. Некоторые виды песков, если в них попадет вода, будут обладать гидрофильными свойствами, т.е. слабо отдавать воду. Они называются плывунами.
Основные отличия песков с инженерно-геологической точки зрения (сопротивление сдвигам и способность к пропусканию воды) могут широко варьироваться в зависимости от отсутствия или наличия в них частиц пыли и гравийно-галечниковых крупиц, а помимо этого, он величины самих частиц песка. Так что характеристики, отличающие одни виды песчаных грунтов от других, используются для того, чтобы разделить их на виды, благодаря чему разделены чистые, пылевые и гравелистые пески. Помимо этого, к песчаным грунтам можно отнести легкие супеси, которые отличаются преобладанием крупиц песка, а количество глинистой фракции равняется трем-пяти процентам.
Песок распространен практически везде. Пользуясь данными исследователей, участки, в которых наличествуют супесчаные грунты и пески, в Российской федерации образуют площадь практически в два миллиона квадратных километров, из которых около полумиллиона находятся в центральной части России. Песочные массивы в Казахстане составляют площадь в миллион квадратных километров.
Структура песков
Структура гранул песка в высшей степени многообразна. Его отличия зависят от положения тектонических плит, строения веществ, входящих в состав песка, природно-климатическими условиями, от минералогического состава. Пески крупной формы, среднекрупные, гравелистые, имеют широкое распространение в районах складок гор, где они находятся в разрезах отложений разного генезиса. Такие пески в большом количестве представлены в районах движения устойчивых блоков континентальной земной коры и в метаморфических частях фундамента платформ. Среди старых плит, но в большей степени среды молодых блоков земной коры, наибольшее распространение получили более рассеянные виды песков – мелкодисперсные, пылеватые, а также имеющие средний размер песчинок. В данной местности пески по составу обладают большей грубостью, и располагаются в моренных и флювиогляциальных отложениях, и образованных благодаря ним аллювиальным размывам, и озерным и морским образованиям. В толще отложений, формирующихся постоянными водными потоками (аллювиальных отложениях) такие виды песков часто находятся в самом низу разреза (т.н. фации перлювия), а верхние слои составляют более однородные мелкие, пылевые и средние пески (т.н. русловая фация, а также пойменная фация.)
То, из чего состоят гранулы песков, зависит от их генезиса, что наглядно показывается в аккумуляции и пределах единой области сноса. Например, во многих областях, которые подверглись в четвертичный геологический период оледенению, самыми грубыми по свойствам будут водно-ледниковые пески. Пески, имеющие более молодой возраст (аллювиальные), образованные в результате переотложений и размываний реками более старых флювиоглянцевых песков, представляют собой ярко выраженную дисперсную гомогенную структуру. Пески, сформировавшиеся в месте дельт рек (прибрежно-морские), состоят из еще более мелких частиц.
Процент однородности относительного содержания частиц в песке может широко варьироваться, причем даже внутри одной толщи песка (а также в разрезе). Большее единообразие приходится на морские пески, и те, которые содержатся в эоловых отложениях, так что они являются в равной мере монодисперсными. Песок с таким составом также может встречаться в отложениях, сформировавшихся постоянными водными потоками рек, находящихся в равнинах.
Полидисперсные виды песков присутствуют в слоях разных отложений, которые сформированы в горных районах.
Для нескольких видов песчаных грунтов, которые образовались благодаря водным потокам, свойственно повышение уровня дисперсности в зависимости от того, насколько они далеко находятся от источника снова. Характерный пример – аллювиальные пески.
Минеральный состав песков
Минеральный состав песков тоже разнороден, в нем присутствуют многие минералы, но стоит выделить несколько, количество которых значимо в процентном соотношении: хлориты – 1%, доломит – 3%, кальцит – 7%, полевые шпаты 8%, кварц (который, кстати, является самым распространенным минералом на Земле) – 70%, на долю других минералов приходится 11%. Эта статистика показывает, что песок состоит в основном из кварца и полевых шпатов, из этого следует, что такие пески наиболее широко распространены.
В Российской федерации в подавляющей части мест в песчаных грунтах содержится относительно мало солей (легкорастворимых и среднерастворимых), их содержание не превышает одной сотой процента. Хотя в районах, находящихся на юге страны, пески с высоким содержанием соли (более 0,3% легкорастворимых солей) встречаются довольно часто, и представлены в основном морскими и континентальными образованиями. В слоях пролювиальных, аллювиальных, и прочих видах песков большое количество соли получилось благодаря континентальным засолениям, вызванным увеличением уровня подземных вод (ввиду антропогенных или естественных причин).
Стоит отметить, что во многих случаях в песках в различном процентном отношении содержится железо (до нескольких процентов). Железо в составе песков будет либо первичным (появившимся в результате разрушения метаморфических и магматических пород), либо вторичным (образованным в результате почвообразования и выветривания), оно присутствует в закисной и окисной форме.
Также в песках центрального и северных регионов страны могут быть остатки растительного происхождения (в основном не более 3%, но может доходить до 10% и даже больше, в таком случае к названию песка добавляется «с примесью растительных остатков»).
Содержание воды в песках
Уровень влаги в песках разнится от одного-двух процентов до тридцати. Верхние слои песка содержат мало влаги, в районе 1-5%. При капиллярном увлажнении содержание влаги сильно увеличивается, плоть до 30% на уровне подземных вод. Обычно влага в песках не содержит солей, однако в аридных районах воды часто насыщены минералами. Кроме того, высокое содержание минералов характерно для подземных вод, находящихся среди песков, что характерно, например, для морских берегов. По физическому состоянию вода, присутствующая в песках, а также легких супесях, может быть отнесена к гравитационной и капиллярной.
Песчаный грунт широко используется во многих отраслях хозяйственной деятельности. Главные характеристики песчаного грунта делают его самым востребованным материалом при строительстве зданий и объектов инфраструктуры. Здесь он используется на всех этапах работ – от устройства основания до внутренней отделки.
Состав и свойства материала варьируется в зависимости от пород, на основе которых он образовался, а также климатических особенностей местности. Он имеет разную крупность зерна, содержит кварц, шпаты и другие минералы.
Классификация и особенности песчаного грунта
К песчаным грунтам относятся почвы, у которых половина состава представлена частицами размером до 2,0 мм.
Государственным стандартом 25100 – 2011 принята следующая классификация в зависимости от состава и крупности зерна:
- Гравелистый – с размером частиц более 2,0 мм, удельный вес которых составляет 25%.
- Крупный – с песчинками более 0,5 мм, доля которых не менее 50%;
- Средний – более 50% состава приходится на частицы 0,25;
- Мелкий – содержит 75% элементов с крупностью более 0,1;
- Пылеватый – более 75% состава представлено зерном менее 0,1.
Чем крупнее частицы, из которых состоит масса, тем прочнее состав. Несущая способность мелких песков быстро снижается под воздействием влаги, в зимнее время они промерзают на большую глубину. В то же время средне- и крупноразмерные разновидности не боятся увлажнения и хорошо выдерживают нагрузки.
Основные характеристики песчаного грунта
Основным показателем, который влияет на прочность и деформацию песчаных грунтов, является плотность сложения. Кроме того, прочность зависит и от структурных связей между отдельными микрочастицами.
К механическим характеристикам относится:
- Деформационные – модули упругости и общей деформации, сжимаемость.
- Прочностные – сопротивление сдвигу, водопроницаемость, фильтрация.
Основные физические характеристики песчаного грунта:
- Несущая способность. Варьируется от 1 до 6 кг/кв. см, определяется степенью уплотнения и увлажнения. Показатель повышается при уменьшении влажности и повышении уплотнения.
- Высокая способность быстро уплотняться. Объект, возведенный на такой почве, быстро дает усадку.
- Пористость. Находится в пределах 0,2 до 0,5, что меньше, чем у глинистой разновидности почвы.
- Хорошая водопроницаемость. Песчаники плохо задерживает влагу, поэтому под воздействием отрицательной температуры не происходит ее пучение. Гравелистые разновидности обладают способностью хорошо фильтровать воду, что можно увидеть во время дождя или при сильном увлажнении материала.
- Плотность песчаного грунта. По этому критерию он делится на плотный и средний.
У каждой разновидности – свои особенности и характеристики, что позволяет подобрать подходящий стройматериал для конкретного вида работ.
Производитель нерудных материалов компания «Инерт Групп» предлагает приобрести песок, супесь, ПГС, ЩПС с доставкой по Краснодару и Краснодарскому краю. Здесь покупателей ждут лучшие цены на высококачественную продукцию.
