Природные факторы выбора
Опалубка фундаментов под колонны: а – прямоугольных, б – ступенчатых; 1 – упорная планка, 2 – накрывной щит, 3 – распорка, 4 – закладной щит, 5 – проволочная стяжка, 6 – монтажный гвоздь, 7 – колья.
Вернемся к глубине промерзания грунта. Учтите, что для неотапливаемых помещений ее величина должна на 10% превышать среднестатистическую. Для отапливаемых, соответственно, на 20-30% меньше. Глубина промерзания для неотапливаемых помещений измеряется от земли, если в конструкции здания предусмотрен полуподвал или подвал, тогда от их пола. Учтите, что возведение фундамента ниже уровня промерзания грунта не является абсолютной защитой от морозного пучения, особенно актуальна эта информация для легких зданий. Снизить воздействие морозного пучения можно:
- уменьшив боковую поверхность фундамента;
- создав боковую поверхность скользящего слоя из материала с низким коэффициентом трения;
- придав фундаменту трапециевидную форму с сужением кверху;
- засыпав пазухи непучинистым грунтом.
Тип фундамента зависит от назначения и конструкции здания. Например, для постройки коттеджа из кирпича правильно будет выбрать ленточный тип фундамента с заглублением в соответствии с видом грунта на участке, толщиной стен, высотой дома, наличием цокольного этажа. Ленточный тип позволяет строить стены из железобетонных блоков и панелей. Плитный тип фундамента обоснован только для строительства на склонах холмов, глинисто-песчаных грунтах, болотистых почвах.
Песчаный
Те грунты, большая часть которых состоит из песка, считаются надежными и устойчивыми для будущего дома. Как известно, песок обладает хорошими дренирующими свойствами, что практически исключит вероятность морозного пучения. Исключением может стать подтопление выше уровня промерзания.
В случае если уровень грунтовых вод достаточно низок и стабилен, ответом на вопрос, какой фундамент лучше делать, будет «любой». Однако если существует риск сезонного подтопления, лучшим вариантом будет свайный или столбчатый фундамент (подошва должна быть ниже уровня промерзания), в зависимости от материала основного строения.
Особенности выбора материала для различных видов фундаментов для частного дома
Положительные стороны и недостатки разных видов фундаментов во многом определяются свойствами материалов, которые используются для них. В зависимости от состава ленточные конструкции могут быть нескольких видов:
- Железобетонные фундаменты отличаются доступной стоимостью и высокими несущим характеристиками. При строительстве стен из тяжелых материалов железобетонное основание будет лучшим вариантом фундамента. При этом стоит учитывать, что для создания нужного контура необходимо больше времени.
- Бутобетонные конструкции –еще один доступный по стоимости вид фундамента. При его заливке в бетонную смесь добавляют гравий, битый кирпич, бут. Такое основание выдерживает высокие нагрузки.
- Кирпичное основание дома выгладывается из рядового кирпича на сухом грунте. Этот вид фундамента будет актуальным при отсутствии возможностей для заливки монолитного основания.
- Блочные конструкции и плиты укладывают в предварительно подготовленную траншею и соединяются между собой с помощью бетонной смеси.
Столбчатые фундаменты строят из таких материалов, как:
- Кирпич (обычно используется для строительства двухэтажного кирпичного дома).
- Камень (используется при необходимости обеспечения устойчивости к повышенным нагрузкам).
- Дерево (может использоваться для легких зданий).
- Армированный бетон (применяют в многоэтажном строительстве).
Сооружение свайных фундаментов также может осуществляться с применением разных материалов:
- Дерево (используется для легких зданий с малой площадью). Чаще всего это сосна, которая обработана по особой технологии.
- Армированный бетон (лучший вид материала для частного дома, включая монолитные здания).
- Металл (применятся, если отсутствует возможность использования железобетона).
- Комбинированные конструкции из нескольких материалов (возможно одновременное использование бетона и металла для строительства домов на сложной почве, в том числе и на болотистых участках).
Бетон каких марок лучше применять для монолитного фундамента? Растворы с меньшей прочностью обходятся дешевле, но экономия на фундаменте может дорого обойтись в процессе эксплуатации здания. Для основания дома нужно подбирать бетон, который может выдерживать максимальную эксплуатационную нагрузку. Чтобы определить, какая марка бетона необходима для конкретного фундамента необходимо изучить соответствующий раздел проектной документации.
Для обустройства ленточного фундамента в малоэтажном строительстве используется бетон марки М350 или М400, который обладает достаточной прочностью. Из таких материалов можно строить стены в подвальных помещениях, так как они отличаются низкой влагопроницаемостью.
При обустройстве монолитных фундаментов могут использоваться менее прочные бетоны, так как такие конструкции испытывают равномерную нагрузку. Более прочные смеси необходимы для свайных фундаментов.
В процессе заливки монолитных конструкций могут использоваться 2 вида металлической арматуры:
- Рабочая с диаметром от 1 до 1,6 см (из таких прутов формируют силовой каркас).
- Монтажная с диаметром о 0,6 до 1 см) (применяют в качестве вспомогательных элементов объемной конструкции).
Для вязки армирующего пояса применяется сальная проволока или пластиковые хомуты. Для соединения арматуры с маркировкой в виде символа «С» может использоваться сварка.
Важно! Большой вес арматуры из стали не играет особую роль при обустройстве фундаментов. Способность металла проводить электрический ток используется при строительстве в холодное время года для того, чтобы повысить температуру заливаемой бетонной смеси
Правильная установка и вязка арматуры обеспечивает ее защиту от коррозионных процессов бетонным слоем.
При наличии в конструкции основания дома ростверки из дерева следует защитить ее с помощью специальных пропиток от негативного воздействия влаги и микроорганизмов.
Чтобы увеличить прочность лопастей винтовых свай, их производят по литьевой технологии в виде цельной конструкции с наконечником (стандартные сваи производят с применением сварных соединений).
Необходимо обеспечивать соответствие марки бетона проектным требованиям к конкретному виду фундамента.
Глубина заложения фундамента
Для правильного расчета фундамента следует сначала изучить структуру грунта на участке, глубину промерзания грунта и уровень грунтовых вод. Учитывая все факторы можно выбрать оптимальную глубину заложения фундамента.
Глубина заложения фундамента и тип грунта
Фундамент будет крепким, если основанием служит однородный грунт.
Такой грунт равномерно осаживается и фундамент не перекосит и не треснет. Глубина заложения фундамента зависит также от типа грунта. Рассмотрим виды грунтов: скальный, хрящевый, песчаный и супесь, глинистый и суглинок.
Скальный грунт позволяет закладывать фундамент строения на поверхности, сняв тонкий плодородный слой почвы.
Хрящевый грунт состоит из гравия, хряща, крупных камней. Фундамент на таком грунте закладывают на глубине не менее 500 мм. Глубина заложения фундамента определяется нагрузкой строения и уровнем грунтовых вод, от глубины промерзания грунта она не зависит.
Песчаный грунт хорошо пропускает воду, поэтому вода не застаивается вблизи поверхности даже при высоком залегании грунтовых вод. Незначительное промерзание песчаного грунта и упомянутый фактор позволяют закладывать фундамент на глубину 500-700 мм. Если песчаный грунт мелкозернистый или пылевидный и грунтовые воды располагаются высоко, то такой грунт может значительно промерзать и тогда глубина заложения фундамента увеличивается до глубины промерзания грунта.
Стоит учитывать, что песчаный грунт сильно уплотняется под нагрузкой и тяжелое строение может сильно осесть, поэтому советуем делать высокий цоколь. Аналогичные рекомендации подходят и для глиняно-песчаного грунта – супеси, содержащего 3-10% глины, но рекомендуемая глубина заложения фундамента опускается до 700-1000 мм.
Фундамент на глинистом грунте закладывают чуть ниже глубины промерзания грунта
Это особенно важно при высоком уровне грунтовых вод. Глинистый грунт имеет способность сжиматься под нагрузкой и вспучиваться при замерзании, как бы выталкивая фундамент на поверхность
Чтобы при этом фундамент не треснул, советуем делать высокопрочный фундамент и отдавать предпочтение столбчатому фундаменту. Фундамент на суглинке также закладывают ниже глубины промерзания грунта. Суглинок содержит песок и не менее 10-30% глины.
Уровень грунтовых вод и глубина заложения фундамента
Положение уровня грунтовых вод влияет на глубину заложения фундамента следующим образом:
Если грунтовые воды залегают глубоко, более чем на 2000 мм ниже глубины промерзания грунта, то фундамент можно закладывать на глубину 500 мм и ниже.
Если грунтовые воды залегают не так глубоко, но ниже глубины промерзания грунта, то либо фундамент закладывают на глубину промерзания грунта, либо от глубины промерзания грунта до дна фундамента кладут гравийно-песчаную подушку (хорошо ее утрамбовывают), а фундамент закладывают на глубину 500 мм и ниже.
Если же грунтовые воды доходят до уровня промерзания грунта, то глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта не менее, чем на 100 мм.
При высоком расположении грунтовых вод фундамент закладывают ниже глубины промерзания грунта, за исключением наличия песчаного грунта и круглогодичного отапливания строения.
Оптимальная глубина заложения фундамента
Оптимальная глубина заложения фундамента выбирается следующим образом. Если грунт под домом пучинистый, то фундамент нужно закладывать ниже точки промерзания грунта, в Средней полосе России на глубине 1500 мм (глубина промерзания грунта около 1200-1400 мм). К югу и западу страны глубина промерзания грунта уменьшается, а к северу и востоку увеличивается. В каждом районе путем многолетних наблюдений специалисты установили глубину промерзания грунта, которую можно узнать в местной строительной или проектной организации. Если в доме живут всю зиму, то можно не учитывать этот фактор и закладывать фундамент выше.
Основанием фундамента должен быть плотный, хорошо слежавшийся грунт, поэтому фундамент закладывают ниже 500 мм. Слой рыхлого грунта снимается, дно выравнивается горизонтально, делается песчаная подушка высотой 150 мм, которая хорошо трамбуется.
Фундамент под внутренние капитальные стены закладывают на глубине 500 мм.
Материал для фундаментов
Вариантов тут также большое количество, начиная от натурального камня или дерева, заканчивая мощным и тяжелым железобетоном. Соответственно, тип фундамента играет важную роль, учитывая материалы для возведения. Но и масса конструкции будет иной, о чем нужно всегда помнить:
- Бутобетон. Это современный строительный материал, который пользуется популярностью через свою небольшую массу, компактные размеры и стойкость к влаге. Состоит с природного камня и бетонного раствора, где раствор служит клеем и надежно защищает камень от смещения. Используется в тех случаях, когда на близлежащей территории есть достаточное количество камня. Он оптимален при строительстве домов на песчаных и скалистых почвах, нельзя использовать на слабых и неустойчивых глинистых грунтах.
- Железобетон. Это монолитные или бетонные блоки, армированные стальными прутьями в направлении основных нагрузок. Железобетонные конструкции можно сделать самостоятельно сразу на площадке или купить уже готовые.
Тип строения
Разумеется, нагрузка на фундамент легкой каркасной конструкции и дома со стенами в 2,5-3 кирпича с перекрытиями из бетонных плит отличаются. Поэтому прежде чем выбрать какой-то тип фундамента, необходимо определиться и с самим строением. Строить тяжелый кирпичный 2-х этажный дом на зыбком осушенном болоте может только отчаянный оптимист. Тут скорее бы подошел легкий каркасный дом на проветриваемом фундаменте — плите.
Так же на выбор типа фундамента влияет желание застройщика иметь подвал, цокольный этаж или погреб. Ведь фундамент не обязательно должен быть либо только ленточным, либо только столбчатым. К выбору фундамента следует подходить творчески, потому что стоимость устройства того или иного вида фундамента различаются даже не в разы, а в десятки раз.
Если в местности, где вы собираетесь возводить дом, уже есть жилые строения, есть смысл поинтересоваться устройством их фундамента. Таким образом, вы узнаете, есть ли у их владельцев какие-то проблемы с фундаментом. Любой фундамент надо стараться устроить так, чтобы его нижняя часть располагалась ниже глубины промерзания. Свойства грунта на такой глубине стабильны, предсказуемы и такой правильно устроенный фундамент решает практически все возможные проблемы. Но это уже определяется бюджетом строительства.
Типы грунта и их свойства:
• Каменные и скалистые грунты.
Они называются грунтом довольно условно, так как представляют собой прочный камень, не подвергающийся влиянию осадков, промерзанию, и не изменяющий своих свойств в обычных климатических условиях. Его можно было бы назвать идеальным основанием под фундамент, если бы не сложность разработки участка на нем. Данный вид грунта является наиболее надежным и фундамент на нем можно устанавливать без дополнительных вскрытий и заглублений.
• Хрящеватый грунт
Вполне надежен для строительства хрящеватый грунт.Он не подвержен пучению и размыванию. Хрящеватые грунты – это смесь глины, песка, обломков камней, щебня и гравия. Они плохо размываются водой, не подвержены вспучиванию и вполне надежны. На таком грунте даже не очень глубокий ленточный фундамент выдерживает крупные строения. Специалисты не рекомендуют заложение фундамента на подобном грунте на глубину меньше 50 см.
• Песчаные грунты
Песчаные грунты являются малопромерзаемыми и не скапливают воду. Они отлично уплотняются и утрамбовываются, но могут просесть при большой нагрузке, поэтому оптимальная глубина фундамента на таком грунте до 70 см. Чем более крупные частицы содержит песок, тем более сильную нагрузку он может выдержать. Отдельно классифицируется пылеватый песок, на нем фундамент нуждается в еще большем усилении.
• Глинистые грунты
Глинистые грунты, суглинки и супеси – самый сложный вид грунта, состоящий из песка и частиц глины. Супесь состоит примерно на 10% из глины, а суглинки — на 30%. Они размываются, разжижаются и проседают, глубоко промерзают и вспучиваются в холода. Фундамент на глинистом грунте должен быть заложен на всю глубину промерзания. Зимой они могут промерзать на глубину до полутора метров.
• Торфяные грунты
Торфяные грунты, представляющие собой осушенные болота, как правило сильно насыщены влагой. В них очень высока вероятность наличия грунтовых вод. Перед закладыванием фундамента в таком месте необходимо провести осушение почвы или прокладку дренажных каналов, или утрамбовывание и укрепление грунта с помощью укладывания слоя, состоящего из песка, цемента и битума.
Что еще нужно знать о земле под строительство каркасного дома
Глубина промерзания почвы напрямую зависит от ее вида. Скалистые грунты, например, вовсе не содержащие воды, свои линейные размеры и характеристики меняют незначительно. Температурный коэффициент линейного расширения гранита — 0,000008 на 1 градус. По сравнению с этим, лед расширяется и сжимается в 6 раз сильнее, а вода — в 100 раз. Соответственно, неграмотное строительство на промерзающих, пучинистых и наполненных водой почвах может привести к выталкиванию фундамента из земли, и его разрыву.
Тип строения также играет важную роль в выборе типа фундамента. Поэтому необходимо определить не только тип почвы, но и размеры строения, и его нагрузку на основание, потому как нагрузка на фундамент легкого каркасного одноэтажного дома и тяжелого двухэтажного кирпичного дома, несомненно, разная. Еще на вид фундамента влияет то, хочет ли застройщик строить дом с подвалом, погребом или цокольным этажом.В идеале закладывание любого фундамента необходимо производить так, что бы его нижняя точка находилась ниже глубины промерзания. Качества грунта на такой глубине обычно стабильные и предсказуемые.
Виды грунтов по прочности
Классифицируя типы грунтов, выделяют 2 основные группы:
- Скальные – породы, залегающие сплошным массивом и имеющие жесткие структурные связи. Это водоустойчивые и почти несжимаемые грунты. К такому типу относится известняк, песчаник, гранит, базальт и другие. При отсутствии трещин они служат прочным основанием для построек. Несущая способность трещиноватых слоев снижена.
- Нескальные – группа дисперсных грунтов с ослабленными структурными связями. Они состоят из минеральных частиц различного размера, по происхождению подразделяются на осадочные и искусственные. Осадочные породы образуются в результате разрушения и выветривания скальных пород. Искусственные почвы – это результат утрамбовки, намывания или насыпания. Дисперсионные грунты бывают связные (глина, суглинок) и несвязные (песок).
В каждом классе имеются собственные виды, типы и разновидности, обусловленные их происхождением, строением, составом и свойствами.
Материал для фундамента
Самые популярные материалы фундамента — это бутобетон, железобетон, кирпич. Бутобетон — это смесь песчано-цементного раствора и достаточно крупных камней. Камни соприкасаются друг с другом, а раствор служит клеем, заполняющим все остальное пространство между камнями и исключающим их смещение. Фундамент достаточно надежен, но применяют его только там, где нет дефицита крупных камней, а также на легких грунтах (песчаные, скалистые). В глиняных грунтах такой фундамент может быть разорван и дать трещину.
Фундамент из бутобетона
Железобетон — смесь цемента, песка и щебня. Армирован сеткой или прутьями арматуры в зависимости от направления нагрузки (давление мерзлого грунта). Самый популярный материал для фундамента. Он дешев, прочен, допускает создание монолитных конструкций сложной конфигурации. При изготовлении таких фундаментов особенно с применением бетонных вибраторов, получаются чрезвычайно надежные и крепкие фундаменты.
Фундамент из железобетона
Кирпич — применяется исключительно для надземной частей фундамента и цокольных частей. Закладывать кирпич ниже уровня грунта категорически нельзя. Кирпич очень гигроскопичен и во влажном состоянии легко разрушается даже легкими морозами. Кроме того, кирпич просто растворяется в грунте за десяток-другой лет, особенно силикатный.
Фундамент из кирпича
Повышение несущей способности
На площадках с недостаточной несущей прочностью основания необходимо провести работы по повышению несущей способности грунта.
Есть два основных метода:
В первом случае для достижения большей плотности в грунт вбивают сваи небольшого размера, сокращая количество пустот в породе.
Во втором случае в толщу земли вводят различные химические добавки, сцепляющие между собой отдельные части грунтов.
Еще один способ улучшить характеристики основания — это устройство песчаной подушки под фундамент. После уплотнения она сможет воспринимать и равномерно передавать нагрузку от здания на залегающие ниже породы. Песок не задерживает влагу, не пучинится и является хорошим основанием для строительства дома.
Утепление и гидроизоляция фундамента
Теплоизоляция фундаментов выполняется не только с целью сохранения тепла в доме, но и для минимизации сил морозного пучения, воздействующих на него. Технологи утепления напрямую зависит от разновидности основания, глубины его залегания и прочих параметров.
Как правило, для утепления оснований применяется фундаментный экструдированный пенополистирол, обладающий повышенной плотностью и прочностью, что исключает его повреждения при обратной засыпке и под воздействием давления грунта. Кроме самого фундамента, нужно качественно теплоизолировать отмостку, которая сооружается по периметру здания.
Фото 25. Утепление основания и отмостки вокруг дома
Гидроизоляция производится для защиты фундамента от разрушающего воздействия влаги. Техника выполнения работ тоже зависит преимущественно от типа конструкции. Традиционными материалами для гидроизоляционных работ является оклеечная и обмазочная гидроизоляция. При высоком расположении грунтовых вод дополнительно создается дренажная система.
Фото 26. Особенности утепления и гидроизоляции и сооружения дренажа фундамента
Конструктивные особенности плиты на слабом грунте
Плита на слабом грунте устраивается точно такая, как и на любом другом виде грунта. Ну, разве что, исключая скальные породы, на которых такой тип оснований имеет свои особенности обустройства.
Плита будет представлять собой сплошную «подошву» под дом, с ребрами жесткости под наружные и несущие стены строения. Под различные нагрузки заливается плита разной толщины. Ребра жесткости обычно на 100 мм толще, чем сама плоскость плиты.
Плитный фундамент — один из самых разумных вариантов на слабых почвах
В случае если обустраивается «утепленная шведская плита» (УШП), в нее закладываются элементы системы отопления по проекту – проводной теплый пол либо жидкостный. В статье на сайте, посвященной устройству УШП мы еще коснемся подробнее этого вопроса.
Выполнение работ
Технологический процесс строительства следующий: выполняется разметка, роется траншея, устраивается подушка, укладывается труба дренажа (если есть в этом необходимость), делается отмостка с утеплением и гидроизоляция, устанавливается армирующий каркас, заливается бетонный раствор или устанавливаются блоки, выполняется утепление. Ничего сложного здесь нет, и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте вы вполне сможете устроить своими руками. Чтобы процесс строительных работ не вызывал сложностей, приведем некоторые рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.
Подготовительные работы и расчет
Массу его определяют, исходя из геометрических параметров фундаментной основы и плотности раствора. Чтобы найти объем основы, беру длину фундамента, равную периметру здания и длине внутренних стен несущего типа, умножают на ширину и высоту ленту, предварительно переведя значения в метры.
Плотность бетонного раствора зависит от его марки. Из его объема отнимаем потребность в арматуре (объем металла), и у нас получится необходимое количество бетонной смеси. Умножив это значение на показатель плотности бетона, получим его массу.
Переходим к подготовительным работам, для чего размеры фундаментной основы переносятся на участок местности, запланированный под строительство. Контуры размечаются шнуром, натянутым по колышкам.
Следующий этап строительства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах своими руками – подготовка площадки под застройку. Ее необходимо очистить от мусора, снять верхний слой плодородной земли.
Траншею копают необходимой глубины. Как правило, эта величина составляет о пятидесяти до семидесяти сантиметров, двадцать из которых отводится под устройство песчаной подушки. После этого боковые стены фундаментной траншеи выстилаются материалом для гидроизоляции. Для этого используют толь или специальную пленку.
Слоями насыпается на дно траншеи песок и тщательно трамбуется, пока высота подушки не достигнет двух десятков сантиметров.
Построение опалубки
Лучше всего для этого использовать обрезные доски. Их прочно скрепляют, чтобы опалубочные щиты под давлением бетонной смеси не развалились.
Щиты выставляются вдоль фундаментной траншеи с двух сторон, подпираются брусами. Для придания дополнительной прочности их соединяют перемычками. Высота щитов должна соответствовать значению цокольной части, остающейся над поверхностью земли.
Армирование
Для того, чтобы придать бетонной смеси нужную прочность, в ее основу закладывают арматурный каркас. Для плетения сетки используют стальные прутья сечением 1.2 – 2 см, которые связываются простой проволокой.
Для каждого ряда используют от четырех до шести прутьев. Работа вполне выполнима своими руками, так как сетка вяжется легко. Фундаментная основа с таким каркасом прослужит значительно дольше, так как данный вариант меньше подвергается воздействию температурных перепадов.
Устанавливая в траншее арматурную решетку, рекомендуется использовать пластиковую трубу, из которой нарезаются подставки
Такая мера предосторожности необходима, чтобы острые края металла преждевременно не повредили гидроизоляционный слой
Готовая сетка укладывается аккуратно, конструкция должна получиться единым целым, чтобы образовалась монолитная жесткость
Армированию уделяется особое внимание, так как каркас своей сутью представляет фундаментный скелет
Гидроизоляция
Перед установкой арматурного каркаса устраивается гидроизоляционный слой. Для этого по песчаной подушке раскладывается простой полиэтилен, старый рубероид либо иные битумно-полимерные материалы.
Материал для гидроизоляции укладывается таким образом, чтобы его края выступали за щиты опалубочной конструкции.
Бетонирование
Заключительный этап строительства фундаментной основы – заливка в подготовленную траншею бетонного раствора. Его готовят непосредственно перед началом бетонирования. Для этого потребуются:
- чистый песок;
- цементный материал;
- вода;
- щебенка.
Во время заливания смеси необходимо выполнять вибрирование, используя специальное оснащение или простую палку. Основная цель – удалить пузырьки воздуха, образующие пустотные участки. Такая работа придаст вашему фундаменту дополнительную прочность.
Смесь тщательно трамбуется и выравнивается, чтобы на поверхность фундамента легко выполнялась кладка строительных материалов.
Что такое фундамент, и для чего он нужен
Теоретически, здания можно было бы расположить прямо на поверхности грунта. Однако верхние слои грунта, как правило, имеют невысокую несущую способность и испытывают деформации от воздействия самых разных факторов:
- пучения при промерзании;
- просадки при оттаивании;
- усадки при высыхании;
- набухания при увлажнении.
Таким образом, если игнорировать устройство фундамента, постройка не будет прочной. Она постоянно будет принимать на себя нагрузки от деформаций грунта.
Соответственно, любое здание нуждается в устройстве фундамента, заглубленного в грунт.
Обрез фундамента обычно располагается выше уровня грунта.
Нагрузка от веса всего сооружения (здания и фундамента) оказывает влияние на нижележащие слои грунта; его называют рабочей зоной основания или сжимаемой толщей.
При проектировании строительных конструкций обязательно производят расчеты деформаций либо расчеты по устойчивости, чтобы не произошла такая ситуация, когда под воздействием нагрузки грунт, на который опирается подошва фундамента, выдавливается в стороны, а основание теряет устойчивость.
Скалистые грунты
Скалистые грунты отлично подходят для возведения фундамента, являясь плотной и надежной основой, хотя и встречаются довольно редко. Как правили, скалистые грунты состоят из следующих пород: гранит, доломи, базальт, известняк, диабаз, песчаник. Скальные породы либо выходят на поверхность, либо покрыты слоем плодородной почвы, как правило, достаточно тонким.
Здания, построенные на скальных грунтах, почти не подвергаются осадки, так как грунт хорошо держит даже большие нагрузки. Скальный грунт морозостоек, не размокает при воздействии воды. Данные свойства позволяют возводить фундамент прямо на поверхности, не применяя даже технологию мелкозаглубленных фундаментов.
Однако есть и недостаток. Если требуется устройство подвала, то это может оказаться достаточно трудоемкими и дорогостоящим процессом – скальный грунт очень сложен в разработке и требует мощной специально техники.
Общие понятия о свойствах грунтов. Классификация (виды) грунтов
Грунтами называются любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания Земли и являющиеся объектам инженерно-строительной деятельности человека. Грунты используются в качестве основания, среды или, материала для возведения зданий и сооружений.
В соответствии с ГОСТ 25100-82 все грунты классифицируют в зависимости от происхождения и условий образования, характера структурных связей между частицами, состава и строительных свойств грунтов.
Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные.
Скальные грунты — это грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.
Скальные грунты подразделяются на разновидности в зависимости от предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, по степени размягчения в воде, растворимости и др.
Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К нескальным грунтам относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы, прочность которых во много раз меньше прочности связей минералов, слагающих эти породы. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность, дисперсность, что кореннымчобразом отличает их от скальных весьма прочных пород.
В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных видах и состояниях и газообразные включения. В состав некоторых грунтов входят органические соединения.
Твердые минеральные частицы грунта представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам зерен. Размеры зерен колеблются от десятков сантиметров для валунов до мельчайших коллоидных частиц.
Нескальные грунты по размерам минеральных частиц подразделяют на следующие виды:
крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные и щебенистые) с содержанием частиц крупнее 2 мм более 50% по массе;
песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые);
пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины).
По плотности сложения песчаные грунты подразделяют на виды в зависимости от значения коэффициента пористости.
Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделять грунты, проявляющие специфические неблагоприятные свойства при замачивании,— про-садочные и набухающие. К просадочным относятся грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании водой дают осадку, называемую просадкой.
Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью ese, начальным просадочным давлением pse и начальной просадочной влажностью wse. Просадочными свойствами обладают лессовые и другие макропористые грунты.
Лессовые грунты — это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и проявляющие просадочные свойства при замачивании водой под нагрузкой.
К набухающим относятся грунты, которые при замачивании водой или химическими растворами увеличиваются в объеме, и при этом относительное набухание без нагрузки составляет esme0,04.
К особым видам грунтов также следует отнести биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты.
Грунты, содержащие значительное количество органических веществ, называются биогенными. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и сапронелы (пресноводные илы).
Ил — водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости более 0,9.
Плывуны — это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязкотекучему телу, встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков. Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6—9% и переходом в текучее состояние при 15—17%.
Псевдоплывуны — пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, перехб- дящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.
Почвы или растительные грунты —
это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением и др.), насыпные и намывные.
