Виды грунтовых оснований под фундаменты
От того, какое основание находится под фундаментом, зависит, насколько прочным и долговечным будет ваш дом. Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от всего здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Прочность и устойчивость любого здания зависит, прежде всего, от надежности основания.
Грунтовые основания бывают естественными и искусственными.
Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные различными способами (силикатизации, цементации, смолизации, битуминизации и др.) слабые грунты — искусственным основанием.
В связи с этим проектированию и строительству зданий и сооружений предшествуют инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания. Они заключаются в определении типов грунтов оснований, их прочности и деформативных характеристик, Уровня грунтовых вод, их химического состава для Установления степени агрессивности по отношению к материалу фундаментов.
Критериями для характеристики основания служат: – его несущая способность, плотность и равномерность геологического строения, обеспечивающие допустимые деформации основания и нормативную величину его осадки под зданием (в зависимости от назначения здания ее величина ограничивается в пределах от 80 до 150 мм); – устойчивость к воздействию грунтовых вод; – неподверженность «пучению» — увеличению в объеме при переходе в лед воды в порах и прослойках грунта; – неподверженность грунтов основания оползням. Грунты представляют собой горные породы минеральных частиц зернистой и чешуйчатой структуры, пространство между которыми образуют поры. Различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые, насыпные.
Скальные грунты залегают сплошными массивами и являются наиболее прочным естественным основанием. Однако они залегают на значительной глубине под слоями нескольких пород и поэтому редко служат непосредственным основанием фундаментов жилых и сельскохозяйственных зданий. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, известняки и др.
Крупнообломочные грунты содержат более 50% по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц более 2 мм. В структуре этого вида грунтов щебень, галька, гравий, дресва находятся в связном состоянии.
Крупнообломочные грунты мало-сжимаемы, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинисты. По своим природным качествам они служат хорошим основанием.
Песчаные грунты содержат менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм, сыпучие и в сухом состоянии не обладают свойством пластичности. Пески в зависимости от размеров зерен могут быть крупные, средние, мелкие и пылеватые. С увеличением содержания пылева-тых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Равномерно залегаемые пески значительной мощности представляют хорошее основание — не пучинистое и обладающее быстропрекращающимися равномерными осадками.
Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Они различаются по количеству глинистых частиц: суглинки содержат глинистых частиц от 10 до 30%, а супеси — от 3 до 10%. Следовательно, глинистые грунты, содержащие глинистых частиц меньше 30%, относятся к суглинкам или супесям и, по существу, являются промежуточными видами между песком и глиной. При замерзании влажные глинистые грунты вспучиваются, а при оттаивании дают просадку. В результате подъема пучинистых грунтов зимой и опускания весной в здании появляются трещины и нередко создается опасность дальнейшей эксплуатации строения.
Верхний слой почвы на участке — это растительный грунт, содержащий перегной и корни растений. Толщина его может составлять от 10 до 100 см, и под основание фундамента он не годится. Поэтому, начиная строительство, этот грунт нужно срезать и перенести в огород или сад.
Под растительным слоем чаще всего встречаются песчаные или глинистые грунты. Если на вашем участке грунт состоит из песка вперемешку с мелким камнем, так называемым гравелистым песком, песка крупной или средней зернистости, считайте, вам повезло. Эти пески используются в качестве основания вне зависимости от влажности, уровня грунтовых вод или глубины промерзания. Глубина заложения фундамента в любой климатической зоне может не превышать 70 см, а делать его можно из крупнозернистого песка, который укладывается слоями по 10-15 см с проливкой каждого слоя водой. За 20-30 см до планировочной отметки на песок укладывают гравий, щебень или кирпичный бой на цементно-песчаном растворе слоем не менее 10-15 см.
Если же в основании фундамента находится мелкий или пылеватый песок или же глинистый грунт, придется обязательно учитывать при выборе конструкции фундамента его насыщенность водой, горизонт почвенной влаги и глубину промерзания грунта. Дело в том, что очень влажные глины, суглинки, супеси, а также мелкие пылеватые пески относятся к категории тяжелых пучинистых грунтов, т.е. способных резко менять объем и деформироваться, вспучиваться при минусовой температуре, а силы, которые действуют при этом на фундамент, достигают 6-10 т на м2.
Кстати, характерной ошибкой застройщиков является убежденность, что, чем глубже заложен фундамент, тем он надежнее. Это не так. Даже если силы и не будут действовать на подошву фундамента, расположённую ниже зоны промерзания грунта, то напряжения в этой зоне могут оказаться столь значительны, что способны вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом или оторвать его верхнюю часть от нижней. Как избежать этих неприятностей, разговор впереди, однако фундаменты на пучинистых грунтах должны выполняться из водостойких материалов и такой конструкции, чтобы противостоять деформации грунта. Например, столбчатые фундаменты из железобетона.
Фундаменты под небольшие домики обычно делают из кирпича, бутового камня (известняк, песчаники и т. п.), бетона на кирпичном или каменном щебне, цементно-грунтовых смесей и блоков из них.
Насыпные грунты состоят из разнообразных пород, а часто и из бытовых отходов. Они не однородны по составу и структуре, обладают большими и неравномерными осадками, вследствие чего пригодность их в качестве оснований ограничена.
В случаях, когда данные исследований грунтов выявят недостаточную их пригодность для оснований в естественном состоянии, производят их уплотнение, цементацию, силикатизацию, битуминизацию и т. п.
Уплотнение бывает поверхностное и глубинное. При поверхностном грунты трамбуют механическими трамбовками, катками или поверхностными вибраторами. Глубинное уплотнение грунтов производят при помощи глубинных вибраторов или грунтовых свай.
Процесс цементации заключается в нагнетании по трубам в грунт жидкого цементного раствора, который после твердения образует камневидный массив (тип бетона). Цементация эффективна для уплотнения крупных и средних песков.
Метод силикатизации аналогичен цементации, только вместо цементного раствора в грунт нагнетается в зависимости от характера грунта жидкое стекло и хлористый кальций, жидкое стекло и фосфорная кислота. Силикатизация применяется для уплотнения мелких песков, плывунов и просадочных грунтов.
Битуминизация применяется для закрепления крупнозернистых и обломочных пород. Разогретый битум или холодная битумная эмульсия по трубам нагнетается в грунт. Битуминизация часто применяется для предупреждения фильтрации грунтовых вод.
Грунт, который служит основанием для фундамента дома, должен иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, трудно размываться, не подвергаться выветриванию, обладать достаточной мощностью.
Если вы хотите построить под домом погреб или гараж для машины, то необходимо вырыть не только траншеи под фундамент. В первую очередь нужно вырыть котлован на месте, где будет стоять дом. Перед началом производства землеройных работ нужно произвести геодезическую разбивку участка с закреплением осей створными знаками, которые устанавливаются со смещением на 2 м от внешней бровки будущего котлована. Приемы разбивки и способы закрепления на местности очертаний сооружений разнообразны и зависят от вида земляного сооружения, способа производства работ и других условий.
Так, разбивка котлованов и траншей под фундаменты производится одновременно с разбивкой самого дома или пристройки. Для этого сначала на местности (в соответствии с проектом) разбивают главные оси здания, ориентируя их относительно сторон света либо смежных существующих зданий или сооружений. Положение главных осей закрепляют на местности путем установки столбов и натягивания проволоки. На некотором расстоянии от осевых столбов на случай их повреждения при производстве работ желательно установить контрольные знаки закрепления осевых линий.
Разбивка котлована заключается в разметке осей стен возводимого строения. Для этого устанавливают обноски на высоте 0,4-0,6 м от земли параллельно основным осям, образующим внешний контур здания, на расстоянии, обеспечивающем неизменность ее положения в процессе строительства. После этого измеряют расстояния от главной оси до осей стен и закрепляют новые оси с помощью проволоки, натянутой на обноску. От осей стен выносят бровки котлована и делают пометки на тех же обносках.
Разбивку котлованов перед рытьем производят по отвесу с натянутых проволок, отмечая границы котлованов колышками.
Глубина фундаментов зависит от многих факторов: глубины промерзания грунтов, нормативного давления на основание и расчетных нагрузок, структуры грунта, уровня грунтовых вод, характера напластований отдельных видов грунтов, объемно-планировочного решения здания. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от промерзания грунтов и принимается не менее 0,5 м от уровня поверхности земли или пола подвала (на основании расчета на выдавливание грунтов глубина заложения принимается в соответствии с расчетами, но не менее 0,5 м).
Решающее значение имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, т. е. увеличиваются в объеме, что ведет к повреждению основания и фундаментов зданий.
Глубину заложения фундаментов принимают следующей: на пучинистых грунтах — не менее расчетной глубины промерзания грунтов; на условно непучинистых грунтах (крупнообломочных с пылева-то-глинистым заполнением, мелких и пылеватых песках и всех видах глинистых грунтов твердой консистенции) при нормальной глубине промерзания до 1м — не менее 0,5 м, до 1,5 — не менее 0,75, от 1,5 до 2,5 м — не менее 1 м; на непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) независимо от глубины промерзания — не менее 0,5 м.
Во всех случаях заложения фундамента выше уровня промерзания грунта следует обеспечить отвод поверхностных и атмосферных вод, чтобы защитить основание от увлажнения. Это достигается тщательной забивкой грунтом пазух траншей, правильной планировкой участка, обеспечивающей сток атмосферных вод от стен здания, устройством по периметру наружных стен здания отмостки.
Однако если грунтовые воды зимой не поднимаются ближе чем на 2 м к границе промерзания грунта, для мелких и пылеватых песков, а также глинистых грунтов твердой консистенции (при раскатывании в ладонях комок такого грунта рассыпается на более мелкие) глубину закладки фундамента можно выбирать вне зависимости от глубины промерзания. Во всех иных случаях эти величины должны как минимум совпадать. Минимальное же заглубление фундамента должно составлять: для песчаных грунтов — 0,5 м, для глинистых — 0,7 м.
При разбивке траншей устанавливают поперечные обноски, на которых закрепляют ось траншеи и указывают отметки дна траншеи.
На этом этапе строительства вас могут подстерегать неприятные неожиданности и возникать связанные с ними проблемы, которые придется решать в рабочем порядке. Это могут быть выход грунтовых вод, пустоты, валуны, подземные коммуникации.
При разработке котлованов и траншей следует заблаговременно исключать обрушение откосов земляного сооружения. Угол естественного откоса грунта зависит от физических свойств и характеризуется силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами, при которых грунт находится в состоянии предельного равновесия.
Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Для различных грунтов в зависимости от глубины выемки допускается следующая крутизна откосов (отношение высоты откоса к его заложению).
Если на строительной площадке имеется срезка земли (выемка) и подсыпка (насыпь), то необходимо вести работы так, чтобы земля из выемки пошла бы на насыпь, если это позволяет качество грунта. Растительный грунт должен быть удален из-под сооружений и зданий, применять его в насыпи также не допускается (кроме отсыпки зон зеленых насаждений). До начала земляных работ должны быть выполнены все работы по отводу воды с площадки, по понижению грунтовых вод, если они могут затопить траншеи и котлованы, или обеспечены надежные средства для водоотлива.
Строительство садового дома - Виды грунтовых оснований под фундаменты
Остались вопросы по теме - "Виды грунтовых оснований под фундаменты", задайте их на