Геология

Недооценка или неправильная оценка грунтов в основании здания приводят к ежегодным сезонным трудно исправимым деформациям или разрушениям даже таких небольших строений как баня. При этом перекашиваются полы, стены, перестают закрываться двери, трескаются стекла в окнах, рушатся печи и трубы. Виды грунтов весьма разнообразны, поэтому единого рецепта по устройству фундаментов не существует.

Начинать необходимо с инженерно-геологических изысканий на том месте, где будет стоять здание, так как на выбор фундамента влияет множество факторов, среди которых состояние и тип грунта на отведенном участке, глубина промерзания, наличие грунтовых вод, конструкция самого здания, нагрузка на фундамент и пр.

Прочность и долговечность здания, трудоемкость и стоимость строительства во многом зависят от того, насколько правильно выбрана глубина заложения фундамента, что, в свою очередь, определяется глубиной промерзания грунтов, степенью их пучения, уровнем стояния грунтовых вод, способностью грунта к капиллярному подсосу, рядом других условий. Но решающее значение, как правило, имеет глубина промерзания грунтов, так как некоторые из них, способные удерживать в порах воду, при промерзании вспучиваются, то есть увеличиваются в объеме, повреждая размещенные в них конструкции.

Оценка грунтов может быть выполнена на основе имеющихся в изыскательских организациях результатов геологических исследований. При отсутствии таких данных и при необходимости самостоятельного исследования грунта на участке застройки следует вырыть шурф или пробурить скважину. Во время обследования выработки (шурфа или скважины) особое внимание необходимо обратить на почвенный или насыпной слои, т. к. их, как правило, не используют в качестве основания. Кроме того, крайне важно установить уровень грунтовых вод. Коротко грунты можно охарактеризовать следующим образом:

1. скальные и обломочные грунты — прочные, не размываются и не вспучиваются при промерзании, если не содержат в своем составе глинистых и пылеватых частиц. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления (растительный слой снимается на всех без исключения грунтах);

2. песчаные грунты (кроме мелкозернистых и пылеватых) — относятся к непучинистым, могут служить хорошим основанием. Особенно, если уровень грунтовых вод находится ниже уровня промерзания, характерного для данного региона. Эти грунты не задерживают воду и промерзают незначительно. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см. Если уровень грунтовых вод в песчаных грунтах находится выше 2 м от глубины промерзания, то фундаменты подвергаются обязательному армированию;

3. мелкозернистые и пылеватые пески — можно использовать в качестве основания только после тщательного анализа в лаборатории, они часто обладают свойствами плывунов; относятся к пучинистым грунтам. Самый непредсказуемый грунт для возведения фундамента. При уровне грунтовых вод ниже 2 м глубины промерзания, фундамент закладывают на 40 - 70 см от уровня поверхности грунта. При высоких грунтовых водах (выше 2 м), фундамент должен быть заложен на глубину не менее чем глубина промерзания;

4. глинистые грунты (глины, суглинки, супеси) — в сухом состоянии служат хорошим основанием и относятся к условно непучинистым; в водонасыщенном состоянии и при малой плотности находятся в текучем состоянии и сильно вспучиваются при промерзании. При уровне грунтовых вод выше 2 м от глубины промерзания, фундамент должен быть заложен на всю глубину промерзания, при низких грунтовых водах (ниже 2 м), фундамент закладывается на половину глубины промерзания. Как разобраться, какой грунт находится под ногами?

Скальные, галечные, щебенистые, гравийные и дресвяные грунты:

a. массивы изверженных пород кристаллической структуры, характеризующейся значительной плотностью и малой влагоемкостью, — это скалистые грунты;

b. зерна размером крупнее ореха, округлой формы составляют (по массе) более половины образца. Между ними мелкое заполнение, — галечные грунты;

c. зерна размером крупнее ореха, с острыми краями составляют (по массе) более половины образца. Между ними мелкое заполнение, — щебенистые грунты.

d. зерна размером от горошины до мелкого ореха, частично округлой формы составляют (по массе) более половины. Между ними мелкое заполнение, — гравийные грунты;

e. зерна размером от горошины до мелкого ореха, с острыми краями составляют (по массе) более половины. Между ними мелкое заполнение, — дресвяные грунты.

Песчаные грунты:

a. значительное количество частиц имеет размер гречневой крупы. Глинистых частиц не чувствуется, — крупные пески;

b. основная масса частиц имеет размер проса. В лупу видны только песчаные частицы. Глинистых частиц не чувствуется, — средние пески;

c. зерна трудно различить невооруженным глазом. В лупу видны только песчаные частицы. Глинистых частиц не чувствуется, — мелкие пески;

d. мелкая мучнистая смесь типа крупчатой муки. Напоминает жесткую муку или пыль, — пылеватые пески.

Глинистые грунты определяются путем сворачивания кольца. Для этого образец грунта смачивается водой и разминается руками. Из полученной массы между ладоней раскатывается "колбаска" (технология лепки из пластилина) и сворачивается в кольцо:

a. кольцо остается целым, — это глина;

b. кольцо рассыпается на два-три фрагмента, — суглинок;

c. кольцо не сворачивается или рассыпается на мелкие фрагменты, — супесь.

Разные по составу грунты имеют различную несущую способность. Методика расчета грунтов основания применяется, в основном, в двух вариантах: расчет по несущей способности грунта и расчет по предельным деформациям.

Расчет по предельным деформациям предполагает усадку здания за счет необратимого сжатия грунта. Применяется для тяжелых зданий, и для постройки бани нас не интересует.

Расчет по несущей способности грунта не предполагает необратимого сжатия грунта, грунт в нем считается упругопластическим материалом. Другими словами, считается, что грунт работает как пружина: под действием тяжести здания он сжимается, а если нагрузку снять, частично возвращается в прежнее состояние.

Для каждого вида грунта выведено значение нагрузки, которое он может выдержать, не переходя к необратимому сжатию, т. е это значение характеризует предельное состояние, которое может выдержать "пружина" и не сломаться. Довольно часто приходится слышать, что баня — сооружение легкое и под него не нужно устраивать громоздкие фундаменты. Отчасти это утверждение верно, отчасти нет. Нет никакой разницы, строите вы баню или Останкинскую телебашню, если расчет основания фундаментов ведется по первому предельному состоянию, оба эти сооружения должны давить на грунт с одинаковой силой, не превышающей несущей способности грунта. Например, оба здания расположены на супеси, значит, они должны давить на грунт силой, не превышающей 2,5 кг на квадратный сантиметр. Другой пример, если несущая способность снежного наста невелика, то в снег провалится и взрослый человек, и ребенок. Если взрослого поставить на лыжи, то наст будет его держать, а ребенок без лыж опять провалится, хотя вес его значительно ниже, чем у взрослого.

Какую же нагрузку способны выдержать различные грунты, чтобы не произошло необратимое смятие грунта?

ü Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем - 6 кг/см²;

ü галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем - 4 кг/см²;

ü гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем - 5 кг/см²;

ü гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем - 3,5 кг/см²;

ü песчаные грунты крупной фракции - 5 кг/см²;

ü песчаные грунты средней фракции - 4 кг/см²;

ü маловлажные песчаные грунты мелкой фракции - 3 кг/см²;

ü влажные и насыщенные водой песчаные грунты мелкой фракции - 2 кг/см²;

ü песчаные маловлажные пылеватые грунты - 2,5 кг/см²;

ü песчаные влажные пылеватые грунты - 1,5 кг/см²;

ü песчаные насыщенные водой пылеватые грунты - 1 кг/см²;

ü супесь плотная - 3 кг/см²;

ü супесь мягкая маловлажная - 2,5 кг/см²;

ü супесь мягкая влажная - 2 кг/см²;

ü суглинок плотный маловлажный - 3 кг/см²;

ü суглинок плотный влажный — 2,5 кг/см²;

ü суглинок мягкий маловлажный - 2,5 кг/см²;

ü суглинок мягкий влажный - 1,8 кг/см²;

ü суглинок очень мягкий маловлажный - 2 кг/см²;

ü суглинок очень мягкий влажный - 1 кг/см²;

ü глина плотная маловлажная - 6 кг/см²;

ü глина плотная влажная - 4 кг/см²;

ü глина мягкая маловлажная - 5 кг/см²;

ü глина мягкая влажная - 3 кг/см²;

ü глина очень мягкая маловлажная - 3 кг/см²;

ü глина очень мягкая влажная - 2 кг/см²;

ü глина вязкая маловлажная - 2,5 кг/см²;

ü глина вязкая влажная - 1 кг/см².

В случаях, когда определение вида грунта, а, следовательно, и его несущей способности, затруднено, нужно принимать значение в сторону уменьшения. Лучше недооценить несущую способность грунта, чем переоценить. Искренне надеюсь, что посторонняя помощь вам не понадобится. Чаще всего проблемы возникают с пучинистыми грунтами, на них мы и заострим внимание.

Дата добавления: 2014-06-19; просмотров: 526; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!