виды и характеристики грунтов, несущая способность
Глинистые грунты в зависимости от их пластичности подразделяют на супеси, суглинки и глины.Супеси — пески с примесью 5 — 10 % глины. Некоторые разновидности супесей, разжиженных водой, становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость. Такие грунты получили название плывунов. Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.
Суглинки — пески, содержащие 10 — 30 % глины. По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.
Глины — горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005, мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться. При этом сжимаемость глины выше, чем у песков, а скорость уплотнения под нагрузкой меньше. Поэтому осадка зданий, фундаменты которых покоятся на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью. Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома. Это правило справедливо с некоторыми оговорками. Дело в том, что глина в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Но коварство глины заключается не в самой влажности, а в ее неоднородности. Сама по себе глина плохо пропускает воду, и влага проникает через различные примеси, находящиеся в грунте. Неоднородность влажности начинает проявляться при замерзании грунта. При отрицательных температурах глина примерзает к фундаменту и вспучивается, поднимая за собой фундамент. Но так как влажность глины различна, то вспучивается она в разных местах по-разному. В одном месте чуть-чуть, а в другом поднимается более сильно, что может привести к разрушению фундамента, и это следует учитывать при строительстве. Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.
Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.
Глинистые грунты, образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов называют ила-ми. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.
При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.
Консистенцию глинистых грунтов можно визуально определить при их разработке лопатой.
Пластичный грунт липнет к лопате, твердый — рассыпается на мелкие куски. Определить вид глинистого грунта можно, растирая его по ладони или скатывая в шнур.
Несущая способность грунтов таблица — Фундамент своими руками
Таблица несущей способности грунтов
Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.
Что такое несущая способность грунта?
Несущая способность грунта — это показатель давления, которое может выдерживать грунт. Его указывают либо в Ньютонах на квадратный сантиметр (Н/см²), либо в киолграмм-силе на 1 сантиметр квадратный (кгс/см²), либо в мегапаскалях (МПа).
Данная величина используется при проектировании фундаментов для сравнения нагрузки, которую оказывает на почву конструкция здания с учётом возможного слоя снега на крыше и давления ветра на поверхность стен. Даже при точном подсчете влияния каждого из указанных факторов на соотношение несущей способности поверхности земли на участке к совокупной нагрузке от конструкции здания, эту цифру берут с запасом.
Таблица средней несущей способности различных грунтов
Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².
Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.
В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.
Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.
Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.
- 1 кгс/см² = 0,098 МПа или 1 МПа = 10,2 кгс/см²
- 1 кгс/см² = 9.8 Н/см² или 1 Н/см² = 0.102 кгс/см²
Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²
Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.
Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.
В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.
Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.
Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.
Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.
Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).
Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.
Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)
Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью.
Таблица несущей способности грунтов
Таблица несущей способности грунтов Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд
Источник: silastroy.com
Таблица несущей способности различных грунтов
Прежде чем начинать строить дом, необходимо знать площадь опоры под него. Площадь опоры фундамента на грунт может быть различной. Практически это зависит от характеристик грунта. При уменьшении несущей способности почвы увеличивается площадь опоры фундамента. Способность различных видов грунта выдерживать нагрузку зависит от влажности, плотности и вида почвы на участке. Она оценивается в кг/см2.
Влажность грунта зависит от того, как расположены грунтовые воды.
Если влажность становится больше, то несущая способность почвы становится меньше. Определить влажность можно самостоятельно. Лопатой или буром выкапывается скважина или яма. Если через какой то период времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой.
Ниже приводится таблица плотности и несущей способности разных грунтов.
При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущую способность принимают 2 кг/см2.
Таблица несущей способности различных грунтов
Источник: moi-fundament.ru
Фундамент и несущая способность грунта
Прибор для определения несущей способности грунта
При выборе типа и параметров фундамента для строительства дома необходимо знать несущую способность грунта на строительном участке. В первую очередь исследуется тип грунта, затем определяется его несущая способность.
Для чего нужно определять несущую способность
Грунт состоит из твердых частиц и пор, заполненных водой или воздухом. Под действием нагрузки от дома объем грунта меняется за счет изменения объема пор – он уплотняется, а его пористость сокращается. При расчете нагрузок интерес для строителя представляют предельные нагрузки, т.е. нагрузки, увеличение которых приводит к потере устойчивости массива грунта.
Чаще всего нарушенное состояние равновесия приводит к большой осадке грунта и его выпору из-под фундамента, смещению конструкций. Значительное смещение конструкций губительно для большинства сооружений. Поэтому так важно определить максимально возможную безопасную для грунта нагрузку, которая не нарушит его равновесие.
Как определять несущую способность грунта
Осадки фундаментов принято рассчитывать по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* (п. 2.41.) среднее значения давления под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания
Тип грунта | Расчетное сопротивление R0, кг/см2 | |
Крупнообломочные | ||
Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем | 6 | |
Галечниковые (щебенистые) с | 4 — 4,5 | |
Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем | 5 | |
Гравийные (дресвяные) с | 3,5-4 | |
Песчаные | ||
| плотные | средней плотности |
Крупные | 6 | 5 |
Средней крупности | 5 | 4 |
Мелкие маловлажные | 4 | 3 |
Мелкие влажные и насыщенные водой | 3 | 2 |
Пылеватые маловлажные | 3 | 2,5 |
Пылеватые влажные | 2 | 1,5 |
Пылеватые насыщенные водой | 1,5 | 1 |
Пылевато-глинистые (непросадочные) | ||
| сухие | влажные |
Супеси (коэффициент пористости 0,5) * | 3 | 3 |
Супеси (0,7) | 2,5 | 2 |
Суглинки (коэффициент пористости 0,5) | 3 | 2,5 |
Суглинки (0,7) | 2,5 | 1,8 |
Суглинки (1,0) | 2 | 1 |
Глины (коэффициент пористости 0,5) | 6 | 4 |
Глины (0,6) | 5 | 3 |
Глины (0,8) | 3 | 2 |
Глины (1,1) | 2,5 | 1 |
Просадочные | ||
| сухие | влажные |
Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3) | 3 | 1,5 |
Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3) | 3,5 | 1,8 |
Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3) | 2 | |
Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3) | 2,5 | |
Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3) | 3,5 | 1,8 |
Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3) | 4 | 2 |
Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3) | 2,5 | |
Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3) | 3 | |
* — коэффициент пористости показывает отношение объема пор к объему твердых частиц. Чем выше значение показателя, тем более рыхлый грунт. Оценить данный показатель самостоятельно можно только с некоторой долей допущения. При этом можно исходить из следующего: грунт при увлажнении проседает и уплотняется. Так, пучинистый грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется по максимуму. С течением времени его состояние не меняется. При этом грунт, подверженный промерзанию, насыщается влагой и промерзая увеличивается в объеме за счет превращения в лед влаги, находящейся в порах (пучение). Замерзая, вода расширяется сама, и расширяет при этом поры: грунт становится пористым.
Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента
ВАЖНО: значения R0, приведенные в таблице, определены для фундаментов шириной 1 м и глубиной заложения 2м. При изменении ширины и глубины заложения фундамента, расчетное сопротивление (R) вычисляется по формулам:
- при глубине заложения менее 2 м:
R = R0 * [1 + k1*(b – 100)/100] * (d +200)/2*200
- при глубине заложения более 2 м:
R = R0 * [1 + k1 *(b — 100)/100] + k2*g*(d — 200), где
Коэффициент k1 равен: 0,125 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов, кроме пылеватых песков; 0,05 – из пылеватых песков, супесей, суглинков и глин;
Коэффициент k2 равен: 0,25 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов; 0,2 – из супесей и суглинков; 0,15 – из глин;
g— удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кг/см3;
b— ширина фундамента, см. Если подошва фундамента имеет круглое сечение или сечение правильного многоугольника площадью А, то ширина фундамента определяется по формуле b=квадратный корень из А;
d– глубина заложения фундамента, см.
Как влияет сейсмичность на несущую способность грунта
При необходимости учета вибрационных нагрузок для постройки сейсмостойкого фундамента необходимо принимать во внимание, что при одновременном действии на грунт нагрузок от дома и вибраций происходит снижение прочности грунта, он приобретает свойства псевдожиткого состояния. Поэтому для учета возможного воздействия сейсмических нагрузок значение расчетного сопротивления делится на 1,5.
Подбор типа и параметров фундамента с учетом несущей способности грунта основания позволит избежать деформаций и смещений дома.
Несущая способность грунтов — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Несущая способность грунтов — это способность почвы выдерживать нагрузки.
Карл Терцаги был первым, чтобы представить всеобъемлющую теорию для оценки несущей способности грунтов. Эта теория утверждает, что фундамент мелкого заложения, если его глубина меньше или равна его ширине[уточнить]. Более поздние исследования, однако, показали, что фундаменты с глубиной в 3-4 раза больше его ширины также могут быть определены как фундаменты мелкого заложения.
Терцаги разработал метод определения несущей способности грунта в 1943 году. Уравнения, которые учитывают сцепление грунта приведены ниже.
Для квадратных фундаментов:
- qult=1.3c′Nc+σzD′Nq+0.4γ′BNγ {\displaystyle q_{ult}=1.3c’N_{c}+\sigma ‘_{zD}N_{q}+0.4\gamma ‘BN_{\gamma }\ }
Для ленточных фундаментов:
- qult=c′Nc+σzD′Nq+0.5γ′BNγ {\displaystyle q_{ult}=c’N_{c}+\sigma ‘_{zD}N_{q}+0.5\gamma ‘BN_{\gamma }\ }
Для круглой плиты-основания:
- qult=1.3c′Nc+σzD′Nq+0.3γ′BNγ {\displaystyle q_{ult}=1.3c’N_{c}+\sigma ‘_{zD}N_{q}+0.3\gamma ‘BN_{\gamma }\ }
где
- Nq=e2π(0.75−ϕ′/360)tanϕ′2cos2(45+ϕ′/2){\displaystyle N_{q}={\frac {e^{2\pi \left(0.75-\phi ‘/360\right)\tan \phi ‘}}{2\cos ^{2}\left(45+\phi ‘/2\right)}}}
- Nc=5.14 {\displaystyle N_{c}=5.14\ } for φ’ = 0
- Nc=Nq−1tanϕ′{\displaystyle N_{c}={\frac {N_{q}-1}{\tan \phi ‘}}} for φ’ > 0
- Nγ=tanϕ′2(Kpγcos2ϕ′−1){\displaystyle N_{\gamma }={\frac {\tan \phi ‘}{2}}\left({\frac {K_{p\gamma }}{\cos ^{2}\phi ‘}}-1\right)}
- c′ -коэффициент сцепления.
- σzD′ — вертикальное эффективное напряжение на глубине основания.
- γ′ — удельный вес грунта
- B — ширина или диаметр фундамента.
- φ′ — угол естественного трения.
- Kpγ — определяется графически. Упрощения были сделаны для избавления от необходимости Kpγ в формуле Кодуто (погрешность 10 %):
- Nγ=2(Nq+1)tanϕ′1+0.4sin4ϕ′{\displaystyle N_{\gamma }={\frac {2\left(N_{q}+1\right)\tan \phi ‘}{1+0.4\sin 4\phi ‘}}}
Для грунтов, испытывающих сдвиговые напряжения Терцаги предложил следующие изменения в предыдущие уравнения. Уравнения приведены ниже.
Для квадратных фундаментов:
- qult=0.867c′Nc′+σzD′Nq′+0.4γ′BNγ′ {\displaystyle q_{ult}=0.867c’N’_{c}+\sigma ‘_{zD}N’_{q}+0.4\gamma ‘BN’_{\gamma }\ }
Для ленточных фундаментов:
- qult=23c′Nc′+σzD′Nq′+0.5γ′BNγ′ {\displaystyle q_{ult}={\frac {2}{3}}c’N’_{c}+\sigma ‘_{zD}N’_{q}+0.5\gamma ‘BN’_{\gamma }\ }
Для круглой основы:
- qult=0.867c′Nc′+σzD′Nq′+0.3γ′BNγ′ {\displaystyle q_{ult}=0.867c’N’_{c}+\sigma ‘_{zD}N’_{q}+0.3\gamma ‘BN’_{\gamma }\ }
Несущая способность грунтов / каркасный дом своими руками
Несущая способность грунта – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома. Несущая способность показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см2 или т/м2. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Несущие способности разных грунтов в кг/см2 в разном состоянии представлены в таблице 1.
| Грунт | плотный | средней плотности |
| Крупный гравелистый песок | 6 | 5 |
| Песок средней крупности | 5 | 4 |
| Мелкий маловлажный песок | 4 | 3 |
| Мелкий песок, насыщенный влагой | 3 | 2 |
| Супеси сухие | 3 | 2,5 |
| Супеси, насыщенные влагой (пластичные) | 2,5 | 2 |
| Суглинки сухие | 3 | 2 |
| Суглинки, насыщенные влагой (пластичные) | 3 | 1 |
| Глины сухие | 6 | 2,5 |
| Глины, насыщенные влагой (пластичные) | 4 | 1 |
В таблице 2, указано какую нагрузку может выдержать каждый грунт при опоре на него круглых свай разного диаметра, это особенно важно учитывать при расчёте количества свай под строительство.
Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта необязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2мм. Супесь содержит не более 10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% до 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Влажность грунта можно так же определить на глаз. Если в вырытой яме или пробуренной скважине сухо, т.е. вода там откровенно не скапливается,
значит грунт можно считать сухим. Если же на дне скважины через некоторое время накапливается вода, значит уровень грунтовых вод близко и грунт надо
считать насыщенным влагой. Влажность и пластичность глины можно определить так: если лопата входит в глину легко и глина хорошо прилипает к лопате, то
она пластичная и влажная. В противном случае ее можно считать сухой.
Плотность грунта – величина непостоянная. Находящийся глубоко под землей грунт будет плотным, поскольку на него давят слои грунта, находящиеся выше.
При бурении скважины, извлеченный на поверхность земли грунт становится рыхлым и имеет насыпную плотность, которая гораздо меньше. При расчете несущей
способности, грунт, находящийся на глубине 0,8-1 м и более можно считать плотным.
Исследование грунта происходит далеко не всегда, и даже при профессиональном проектировании дома, таких данных может не быть. Поэтому зачастую для упрощенных и приблизительных расчетов, несущую способность грунта принимают равной 2 кг/см2.
Глубина промерзания грунта
Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.Уровень грунтовых вод
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.Пучинистый грунт
Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.Силы морозного пучения грунтов
Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт
На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)
Читайте так же:
как рассчитать, чтобы не прогадать
Мало построить дом – нужно построить его так, чтобы с годами в стенах не появились трещины, а само жилище не стало «проседать» и разрушаться. На практике такое случается нередко, а все – из-за ошибок, допущенных при закладке фундамента. В том числе, при оценке такого важного показателя как несущая способность грунта, находящегося под будущим домом. Чтобы верно его рассчитать, необходимо учесть несколько основополагающих факторов, а именно: тип, плотность и увлажненность грунта.
Говорим на языке специалистов
Разрушение дома из-за иного грунта
Твердые составляющие и капилляры, заполненные воздухом и влагой, – вот, то такое грунт. Он не имеет постоянной величины и под воздействием веса фундамента, здания, его «начинки», а также снежного покрова меняет объем, что ведет к смещению конструкций.
Когда столбик термометра за окном опускается ниже нулевой отметки, грунт может пучиниться и подниматься. Это связано с тем, что влага при минусовых температурах превращается в лед, что приводит к разрушению фундамента.
Выяснив несущую способность, можно определить, какую нагрузку способен выдержать грунт без негативных последствий для находящихся на нем построек. Основная единицы измерения – т/м2 или кг/см2. При расчетах действует принцип обратной пропорции: чем хуже он выдерживает нагрузку, тем масштабней должна быть площадь будущего фундамента. Главное же правило гласит, что среднее значения давления под подошвой не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания.
Разновидности грунтов
Существует две основных группы, которые, в свою очередь, также делятся на несколько разновидностей.
Песчаные (осадка происходит быстро):
- гравелистые и крупные – имеют высокую несущую способность, не теряют своих свойств даже при достаточно сильном увлажнении;
- средней крупности – при обилии влаги несущая способность значительно снижается;
- мелкие и пылеватые – характеризуются низкой несущей способностью.
Работа на глинистой почве
Глинистые (осадка происходит медленно):
- глины – с одной стороны, они «вязкие» по консистенции, поэтому рекомендованные для строительства; с другой – могут содержать высокое количество влаги, а значит, подвержены морозному пучению;
- суглинки – подвержены пучению в средней степени;
- супеси – менее всего подвержены пучению.
Скальные (можно не бояться осадки). На самом деле это не совсем грунт, а сплошная горная порода. Он обладает огромным количеством преимуществ, в том числе: не пропускает воду, не сжимается, не пучинится при морозе и не накапливает влагу.
Крупнообломочные, или конгломераты (риск осадки фундамента сводится к нулю). Он состоит из различных «ингредиентов»: камней, щебенки, гравия и т.д. Если он имеет включения песка, то будет подвержен вспучиванию; если содержит в своем составе глину – грунт будет непучинистым.
И, наконец, торфяные. Они рыхлые, сжимаются неравномерно, а потому абсолютно не подходят для строительства. Такой грунт необходимо либо снять, либо максимально обжать и уплотнить.
Как определить тип грунта?
Большинство строителей-«любителей» определяют тип грунта на глаз и на ощупь. Для этого на участке пробуривается скважина глубиной до двух метров в среднем. Дальнейшая логика понятна:
Разновидности грунтов
- «песчанка» в основном состоит из частиц различных фракций. Если намочить крупнозернистый песок, то даже в таком состоянии из него будет сложно что-либо слепить.
- супесь: в сухом состоянии ее удастся скатать в комочек, однако он быстро рассыпается.
- суглинок более пластичный, но если сдавить комок, то можно получить потрескавшуюся лепешку;
- шарик, полученный из глины, при раздавливании также превращается в лепешку, но без трещин по краям.
Скальные и крупнообломочные типы грунтов определить еще легче благодаря их специфической структуре.
Однако надежней всего воспользоваться услугами профессионалов – геологов, которые с максимальной точностью определят, к какой категории можно отнести грунт, находящийся на том или ином участке.
В центре внимания – сейсмичность
Прочность грунта снижается там, где существует вероятность подземных вибраций. В подобных случаях он приобретает пагубные свойства псевдожидкого состояния, и также неспособен выдержать большие нагрузки. Поэтому, если стройка ведется там, где нередко случаются землетрясения, при расчетах необходимо учитывать еще один показатель – сейсмичность. Он определяется следующим образом: расчетное сопротивление делится на 1,5.
Все дело в водах
Еще один важнейший показатель, характеризующий способность грунта выдерживать большие нагрузки, – уровень залегания подземных вод, или УГВ. Данный показатель свидетельствует, на какой глубине ниже уровня земли находится первый водоносный слой. Чем он выше – тем хуже показатели несущей способности грунта. Кроме того, высокий УГВ – это стопроцентная гарантия того, что без регулярного дренажа и качественной гидроизоляции цокольные этажи и подвалы дома периодически будут затапливаться.
Определить УГВ можно с помощью инженерных изысканий, либо самостоятельно. Первый признак – пышная растительность на участке строительства. Но более надежный способ – пробурить скважину глубиной 2-2,5 метра и в течение суток наблюдать за ее состоянием. Уровень воды, скопившейся за это время, и станет показателем УГВ, который следует брать в расчет при проектировке фундамента.
Закрепляющий эффект
«Слабый» грунт – не приговор, а руководство к решительным действиям. Его можно закрепить с помощью ряда мероприятий. Но для начала необходимо подготовить основания под будущий фундамент. Существует несколько способов добиться желаемого эффекта:
- Осушение – для этого необходимо организовать на участке осушительные и дренажные канавы.
- Грунтовая подушка – слабая «основа» под дом меняется на слой из строительных отходов, крупных камней, гравия и т.д.
- Уплотнение – осуществляется с помощью виброплит или катков (кулачковых, пневмоколесных, решетчатых и с гладкими вальцами).
- Закрепление – практикуется лишь крупными строительными организациями, оснащенных соответствующим оборудованием и использующих определенные вяжущие материалы. В арсенал методов по закреплению входят: силикатизация, смолизация и битуминизация.
Основные ошибки, которые нельзя допускать
- Нередко люди отказываются от проведения испытаний, позволяющих определить состояние грунта. При этом они изначально проектируют фундамент, рассчитанный на наихудшую несущую способность. А зря, это может существенно удорожить строительство, – особенно, если речь идет о двух- или трехэтажных домах из бетона и кирпича.
Результат допущенной ошибки
- В некоторых случаях оценка производится на недостаточной глубине – до полутора метра. Но следует помнить, что максимально точную информацию можно получить лишь с глубины от двух метров.
- Очень часто низкую несущую способность стараются нивелировать с помощью фундамента с очень большой площадью. Но этого недостаточно: следует также отказаться от строительства дома с большим количеством этажей, массивной основой и тяжелыми материалами.
ФУНДАМЕНТально о грунте
При строительстве важна каждая деталь, и данные о несущей способности грунта – основополагающие величины, которые следует рассматривать при закладке фундамента. Состояние грунта характеризуется его:
- плотностью и пористостью
- сезонной влажностью;
- уровнем подземных вод.
Максимально плотный и утрамбованный грунт, с низким уровнем влажности способен выдержать самые высокие нагрузки. Таким образом, наилучшей несущей способностью обладают скальные породы и конгломераты; чуть хуже «ведут» себя гравелистые и крупные песчаные, а также глинистые грунты (при низком уровне залегания подземных вод). Зато от строительства на черноземах и торфах лучше отказаться.
Определить тип грунта и уровень залегания вод, влияющих на его состояние, можно своими силами. Но целесообразней обратиться к специалистам, которые проведут инженерно-геологические изыскания и дадут точную оценку.
При строительстве необходимо также учитывать уровень сейсмичности на данном участке.
Если в силу своей специфики грунт не в состоянии выдерживать большие нагрузки, его можно закрепить. Для этого существует несколько способов, актуальных как в случае частного строительства малоэтажного жилья, так и при возведении многоэтажек.
|
Несущая способность грунта Таблица №30. Описание различных видов грунтов
Размеры частиц основных компонентов дисперсионного грунта: песка, ила и глины сильно отличаются по размеру и текстуре. Чем больше размер частиц грунта, и чем грубее их поверхность, тем больше несущая способность грунтов. Подвижность частиц грунта за счет их малого размера и слабых сил трения (сцепления) снижают несущую способность грунта (сопротивление основания). Подвижность частиц зависит от твердости грунта, его насыщенностью водой, наличия и вида связующего — заполнителя. Наименования частиц грунта в зависимости от их крупности принимаются по следующей таблице: Таблица №31. Размеры частиц грунта.*
* Таблица приведена по данным таблицы 5 пособия к СНиП 2.02.01-83. При оценке характеристик грунта, кроме его несущей способности учитывают риски, связанные с потенциалом деформации основания здания. В этом отношении отмечают способность грунта набухать. Таблица № 32 Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунтов.*
* Таблица адаптирована с упрощением из СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Приложение №3. Исходя из сложности для неспециалиста определить важнейшие характеристики грунтов, в зарубежных нормативных документах предпочитают указывать минимальные значения несущей способности грунтов, чтобы заложить запас прочности на возможную ошибку. Таблица №33. Сравнение оценки несущей способности грунтов в отечественных и зарубежных нормативных документах.
|
|||