Підстави і фундаменти на оттаивающих грунтах

Підстави і фундаменти на оттаивающих грунтах

Геологічні карти - дуже важливий документ, необхідний як для пошуків і розвідки корисних копалин, так і для будівельних робіт, ґрунтових та інженерно - геологічних досліджень.

Геологічна карта - графічне зображення на горизонтальній площині виходять на поверхню Землі геологічних утворень в певному масштабі певними умовними позначеннями. Геологічна карта відображає будову тільки верхніх частин кори і тому є двомірним площинним зображенням об'ємних тривимірних тіл - пластів гірських порід. Для читання геологічної карти необхідні певні навички. Креслення, що зображує геологічна будова у вигляді перерізу місцевості вертикальною площиною, проведеною по можливості під прямим кутом до простяганню гірських порід, називаються геологічним профілем, або розрізом.

Інженерна геологія - галузь геології, що вивчає верхні горизонти земної кори та динаміку останньої в зв'язку з інженерно-будівельною діяльністю людини. Розглядає склад, структуру, текстуру та властивості гірських порід як грунтів; розробляє прогнози тех. процесів і явищ, що виникають при взаємодії споруд з природним оточенням, і шляхи можливого впливу на процеси з метою усунення їх шкідливого впливу. Важко переоцінити значення інженерно-геологічних вишукувань для будівництва якого за величиною і значимістю споруди. Дорожче стає об'єкт, зведений на недостатньо дослідженому ділянці. Адже під ним можуть виявитися підземні води, торф, просідаючі грунти. Вода сприяє розчинності різних хімічних сполук, у тому числі і агресивних, що призводить до несприятливого впливу на цементний розчин, кам'яну кладку, бетон. І хоча процес руйнування фундаменту непомітний, його наслідки відчутно позначаються на об'єкті: порушується цілісність несучих конструкцій.

Підстави фундаментів

Підстава - частина масиву ґрунту, на яку передається навантаження від споруди. Підстава називається природним, якщо фундамент зводиться безпосередньо на грунті природного додавання, і штучним, коли несуча здатність грунту збільшена різними способами.

Конструкція фундаменту багато в чому визначається характеристиками грунту, на якому він будується. Грунт підстави повинен бути міцним і мати незначну стисливість і пучинистість. Однак не всі грунти володіють такими властивостями. Наприклад, торф'яні грунти сильно стискаються під навантаженням, а деякі грунти з групи глинистих при замочуванні під навантаженням дають додаткові опади (осідання) або підйом (набухають). Будівництво об'єктів на таких ґрунтах вимагає проведення різного роду заходів, пов'язаних з осушенням ділянки забудови та запобіганням зволоження основи фундаментів.

Види ґрунтів

Грунти, що застосовуються в якості підстави, поділяються на глинисті, піщані, великоуламкові, скельні і насипні.

Скельні грунти - найбільш надійні. Вони міцні, не просідають, не розмиваються і не спучуються. Залягають у вигляді суцільного масиву. Фундамент можна зводити безпосередньо на поверхні такого ґрунту, без заглиблення.

Крупноуламкові грунти - несцементированный грунт, що містить пісок і більше 50% по масі частки крупніше 2 мм. Поділяються на два види. Грунт щебенево (галечниковый) - маса часток крупніше 10 мм складає більше 50% маси сухого ґрунту і грунт дресвяный (гравійний) - маса часток крупніше 2 мм складає більше 50%. Такий грунт практично не стискається, і фундамент можна закладати з заглибленням не менше 0,5 м.

Піщані грунти - сипучі в сухому стані, не володіють пластичністю у вологому стані і містять менше 50% по масі часток крупніше 2 мм. В залежності від крупності частинок і їх кількості піщані грунти поділяються на п'ять видів (табл. 6).

Таблиця 6
Види піщаних грунтів

Види ґрунтів
Розподіл частинок грунту по розміру в % від маси сухого грунту

Пісок гравелістий
Маса часток крупніше 2 мм складає більше 25%

Пісок крупний
Маса частинок крупніша 0,5 мм складає більше 50%

Пісок середньої величини
Маса частинок крупніше 0,25 мм складає більше 50%

Пісок дрібний
Маса частинок більше 0,1 мм складає 75%

Пісок пилуватий
Маса частинок більше 0,1 мм складає менше 75%

Примітка. Для встановлення найменування грунту послідовно додаються відсотки змісту частинок досліджуваної породи спочатку крупніше 10 мм, потім крупніше 2 мм, далі більшим 0,5 мм і т. д. Найменування грунту приймається по першому задовольняє показником в порядку розташування найменувань в таблиці.

Піщані грунти поділяються на щільні, середньої щільності і пухкі залежно від значень коефіцієнта (щільності) пористості. За вологості піщані ґрунти поділяються: на мало вологі - при заповненні водою до 50% часу; дуже вологі - від 50 до 80%; насичені - понад 80%. Ці показники необхідні для розрахунку несучої здатності грунтів. Піщані грунти мають властивість ущільнюватися під навантаженням, тобто просідати. Міцність піщаних підстав зростає із збільшенням розміру частинок. Піски середньої крупності при впливі навантаження деформуються незначно і, як і великі піски, слабо реагують на зволоження. Дрібні піски при збільшенні вологості помітно втрачають несучу здатність. Ці грунти фільтрують воду і промерзають без здуття.

Суглинки і супісок - грунти, які займають проміжне положення між піщаними і глинистими грунтами. При вмісті глини від 10 до 30% грунт відносять до суглинкам, а при більш низькому вмісті глини - до супіски.

Глинисті грунти - пов'язані, мають у вологому стані пластичністю. Такі грунти можуть стискатися, розмиватися і спучуватися при замерзанні. При такому підставі грунту необхідно закладати фундамент на всю глибину промерзання.

Леси і лесовидні ґрунти в сухому стані досить стійкі в силу наявності міцних зв'язків. Однак при зволоженні ці зв'язки порушуються, і грунт під навантаженням просідає.

Торф, що представляє собою суміш глинистих або піщаних грунтів з рослинними залишками, характеризується повільним розвитком осад і великий стисливістю. Крім того, в торфі найчастіше виникають середовища, агресивні по відношенню до матеріалів, з яких влаштовані підземні конструкції об'єкта.

4.Найпростіші методи самостійного визначення деяких видів грунту

Глина в сухому стані тверда у шматках, в'язка, пластична, липка, маститься - у вологому. При розтиранні між пальцями піщаних частинок не відчувається, грудочки роздавлюються дуже важко, піщинок не видно. При скачуванні в сирому стані утворюється довгий шнур діаметром менше 0,5 мм, а при стисненні кулька перетворюється в коржик, не тріскаючись по краях; при різанні ножем в сирому стані має гладку поверхню, на якій не видно піщинок.

Суглинок - грудки і шматки в сухому стані менш тверді, при ударі розсипаються на дрібні шматки, у вологому стані мають слабку пластичність і липкість, при розтиранні відчуваються піщані частинки, грудочки роздавлюються легше, ясно видно піщинки на тлі тонкого порошку; при скачуванні в сирому стані довгого шнура не виходить, він рветься; куля, скатываемый в сирому стані, при здавлюванні утворює коржик з тріщинами по краях.

Супісок - у сухому стані грудки легко розсипаються і кришаться від удару, непластична, переважають піщані частинки, грудочки роздавлюються без удару, майже не скочуються в шнур; куля, скручений в сирому стані, при легкому тиску розсипається.

Пісок пилуватий нагадує пил або жорстку борошно типу крупчастою, окремі зерна в масі їх важко розрізнити.

Пісок дрібний має зерна, слабо помітні оком, пісок середньої крупності в основній масі має зерна розміром з просяне зерно, у великому піску - велика кількість зерен з розміром гречаної крупи.

Гравій (дресва) - зерна розміром від 5-7 до 10-12 мм складають більше половини по масі. Між ними більш дрібне заповнення. Гравій має частково окатанниє форми, дресва - з гострими краями.

Галька (щебінь) - зерна розміром більше 25-35 мм складають більше половини по масі. Між ними - дрібне заповнення. Галька - окатаної форми, щебінь - гострокутний.

Піщані, гравійні і галечникові грунти - не зв'язкові.

Міцність основи буде забезпечена, якщо тиск, який передається фундаментом на грунт, не більше розрахункового для грунтів, що залягають під фундаментом.

.Як впливає відтавання мерзлих грунтів на їх стисливість

Стисливість мерзлих грунтів залежить від температури, вологості і часу дії навантаження (рис.Ф.18.7). При близькою до нульової температурі мерзлі ґрунти можуть сильно стискатися. Стисливість оттаивающих грунтів може значно перевищувати їх стисливість в мерзлому стані. При відтаванні льоду в мерзлому грунті відбувається його осідання. Осадка колишнього мерзлим ґрунту після його відтавання складається із опади за рахунок відтавання в ньому льоду і ущільнення за рахунок цього скелета, а також за рахунок подальшого ущільнення грунту вже в відталому стані.

Осадка відтавання не залежить від навантаження, а осаду подальшого ущільнення пропорційна навантаженні.

Рис.Ф.18.7. Графік зміни висоти шару мерзлого грунту h від тиску p: 1 - стиснення в мерзлому стані; 2 - осідання внаслідок події відтавання при тиску ротт; 3 - стиснення в відталому стані

.Попереднє відтавання грунту

Попереднє відтавання мерзлих грунтів основи може здійснюватися двома способами: з допомогою використання природного сонячного тепла і шляхом застосування штучних методів. Перший спосіб застосовується при неглибокому відтаванні грунтів (5-6 м). Другий спосіб — гідравлічне відтавання і відтавання з допомогою парових голок (гарячим паром) — на глибину 7-10 м з подальшим штучним закріпленням грунтів. В даний час В. П. Горбуновим та К. І. Куренковым (НІІОСП) розроблено спосіб предпостроечного відтавання і ущільнення вічній грунтів основи за допомогою електричного струму і електроосмосу. Розморожування підстави з вічномерзлих ґрунтів проводять також за допомогою електропрогрівання їх змінним струмом. Електричний струм.передається на глибину стисливої товщі через заглиблені в грунт трубчасті електроди, що розташовуються рядами

Процес весняного відтавання грунту

Тому в результаті розвитку вертикальних сил пученія, що перевищують вагу стовпа і сили бічного тертя, грунт захоплює за собою стовп вгору і вириває його з нижніх шарів грунту. При цьому під стовпом утворюється порожнину, яка заповнюється водою або розрідженим грунтом (II на рис. 44). При повному промерзанні сезонноталого шарів у порожнині замерзає лід (або ледогрунт) (III). У процесі весняного відтавання грунту, поки воно не дійде до підошви стовпа, останній зберігає найбільш високе становище, досягнуте при выпучивании (IV). Після відтавання льоду в порожнині відбувається часткова осаду стовпа. Однак ст. річному циклі стовп виявляється выпученным на якусь висоту Ah (V на рис. 44). При щорічному повторенні такого процесу стовп настільки витріщає вгору, що втрачає стійкість і падає (VI). При заглибленні стовпа в мерзлу товщу нижче сезониоталого-шару выпучиванию додатково протидіють сили змерзання з многолетнемерзлой породою. Якщо ці сили і вага стовпа більше, сил пученія, то стовп не витріщає; якщо менше — він «висмикується» з мерзлої товщі.

Процеси, що відбуваються в діяльному шарі (сезонного промерзання і відтавання)

До них відносяться: значні коливання температури; промерзання і відтавання грунтів; морозного здимання грунтів; міграція вологи до фронту промерзання; переміщення вологи під дією гідравлічного градієнта; освіта морозобойных тріщин; сповзання ґрунту по схилах (солифлюкция); поверхневі зсуви. Коливання температури по глибині діяльного шару 1 і шару вечномерзлого грунту 2 (рис. 3.7) легко зафіксувати, вимірюючи температуру на різних глибинах протягом року в свердловині результати вимірів приведені на малюнку, римськими цифрами вказані місяці). Найбільші коливання температури відчуває самий верхній шар. З глибиною зменшуються коливання, і нижче певної межі 3 температура практично постійна. Цю межу називають кордоном нульових амплітуд сезонних коливань температури.

Рис. 3.7. Розподіл температури в межах товщини зливається діяльного шару і шару вечномерзлого ґрунту (за початок відліку взята температура початку замерзання грунту)

Графік коливань температури демонструє хід промерзання і відтавання грунтів, залягаючих вище межі відтавання 4. Згідно зі спостереженнями, грунт промерзає переважно зверху. Однак при сливающемся діяльному шарі має місце невелике промерзання грунту і знизу, від верхньої межі вечномерзлого грунту. Відтавання грунту відбувається тільки зверху.

Зведення об'єктів

Фундаменти під будинки і споруди зводяться після здійснення предпостроечного відтавання просадних грунтів на 60% розрахункової глибини відтавання за період, рівний першим 10 років експлуатації будівлі, яка визначається за методикою, наведеною в СН 91-60, додаток V. Площа отпивания грунтів основи приймається за проектом. Попереднє відтавання грунту нижче підошви фундаменту здійснюється на всій площі, відведеної під забудову промислового об'єкта. Закладення фундаменту проводиться після ущільнення відтанули грунтів різними способами.

Після відтавання і ущільнення грунту фундаменти зводяться так само, як в немерзлих умовах. Щоб уникнути відновлення мерзлого стану відтанули ґрунтів в робочих кресленнях проекту повинні бути наведені вказівки про негайне ущільненні ґрунту після його відтавання і про оберігання від промерзання відталого шару вічномерзлих ґрунтів у процесі будівництва.

При великих навантаженнях і малопрочных грунтах підстави застосовуються фундаменти у вигляді суцільної подушки або залізобетонної плити під всім будинком. Залізобетонна плита розподіляє навантаження від будівлі на велику площу, зменшуючи тиск на основу і вирівнюючи опади. При укладанні плити слід враховувати однорідність грунтів по стисливості, так як при неоднорідних грунтах можливі нерівномірні опади, що може викликати перекіс фундаментної плити.

Щоб уникнути деформацій несучих конструкцій будівлі небхідно плиту і конструкцію будівлі розділити осадовими швами на окремі частини, які осідають рівномірно. У рідкісних випадках на предпостроечно відтанули грунтах застосовуються пальові фундаменти, опираемые на корінні породи. Різні способи, що застосовуються в центральних районах країни для підвищення несучої здатності талих ґрунтів, застосовні і в умовах Півночі для відтанули грунтів. Практика робіт показує, що суглинкові ґрунти при вібрації не ущільнюються, стають більш рухливими. При додаванні в суглинні ґрунти великих уламкових матеріалів вібрація змішаних ґрунтів в деяких межах дає позитивні результати по ущільненню.

Враховуючи властивості суглинних грунтів, в умовах вічної мерзлоти проектні організації іноді приймають рішення зводити будівлі на цих грунтах за методом збереження грунтів в мерзлому стані. Типи фундаментів на попередньо відтанули грунтах застосовуються в залежності від техніко-економічних розрахунків. Практика будівництва в Магаданському совнархозе показала, що в деяких випадках вартість монолітних фундаментів з бутового мурування майже в два рази нижче залізобетонних.

У багатоповерхових будівлях глибина закладення стрічкових фундаментів приймається до 5 м. При великій глибині залягання і при невеликому припливі води застосовують стовпчасті фундаменти з рандбалками. Для зведення таких фундаментів доцільно котловани проходити бурильними машинами з робочими наконечниками (відповідних діаметрів).

Стовпчасті фундаменти під стіни в основному застосовуються в тих випадках, коли несуча здатність грунтів поки ще не реалізується стрічковими фундаментами. Стовпчасті фундаменти розташовують під стінами каркасу, під кутами будівлі, в місцях перетину стін у простінках. Фундаментні стовпи встановлюють на відстані від 2 до 5 м між осями стовпів. Із збільшенням глибини закладення фундаментів відстань між стовпами збільшується.

В даний час велика частина будівель і промислових споруд на будівництвах країни зводиться на збірних фундаментах із заздалегідь заготовлених елементів. Збірні фундаменти економічніше монолітних, затрати праці на їх зведення (за даними будівельних організацій р. Магадана) в 2-3 рази менше. Крім того, полегшується робота при низьких температурах зовнішнього повітря, так як після укладання готових фундаментних блоків можна проводити негайну кладку стін.

Останнім часом зводити монолітні фундаменти на талих грунтах дозволяється тільки за відсутності на будівництві типових блоків, що випускаються заводами будівельної індустрії. Основними елементами збірних фундаментів є блоки-подушки, стінові блоки, стінові панелі, з яких збирається фундаментна стіна на всю висоту. Слід мати на увазі, що панелі більш чутливі до нерівномірних осідань основи. Блоки-подушки укладаються на ретельно вирівняну поверхню підстави, на слабких грунтах укладають під блоки піщану підготовку висотою від 5 до 15 див.

Фундамент є основою для майбутньої споруди. Не дарма перед початком будівельних робіт багато хто ніяк не може визначитися з типом фундаменту для будинку.

Вибір технології зведення роблять виходячи з того, наскільки якісні та відповідні матеріали належить використовувати, а також на якому місці планується будівництво.

Щоб визначити тип грунту в заданому районі, можна звернутися до найближчих сусідів або провести нехитрі польові роботи самостійно.

Якщо будувати належить на глинистому грунті, увагу потрібно приділити зміцненню грунту і дренажних робіт.

Така грунт відрізняється гарною поглинанням і пластичністю. У зимовий період волога, яка знаходиться в глині змушує глинистий грунт збільшуватися в об'ємі. Тому фундамент потрібно буде закласти на глибину сезонного промерзання.

Гравелістий пісок – одна з різновидів піщаного грунту. Несуча здатність грунту на такому піску буде в рази більше порівняно з дрібнозернистим матеріалом.

Суміш піску і глини буде утворювати суглинки. Але для зведення довговічних споруд краще за інших підходять великоуламкові грунти. У їх складі не лише глина й пісок, але ще і щебінь з камінням.

Відомі європейські середньовічні або єгипетські споруди часто не мали фундаменту зовсім. А залишатися настільки довгий час в прекрасному стані їм дозволяли товсті стіни і стрілчасті арки.

При складанні кошторису, чималу частину витрат буде становити витрати на зведення фундаменту. Тому від правильності вибору буде залежати можливість додаткових витрат у ході побудови.

Фундамент буває стрічковий, стовпчастий, пальовий і суцільний. Багато роблять помилку, будуючи на стрічковому фундаменті дерев'яний будиночок. Для такої споруди цілком підійде стовпчастий варіант. По-перше, він обійдеться дешевше роботи, по-друге, витрати на необхідний матеріал буде менше, так як не потрібно купувати цемент, щебінь і пісок в спб.

Стрічковий фундамент, немов стрічкою, оперізує будинок з усіма внутрішніми стінами. Підходящим для нього буде цегляна і будівля з бетонними стінами. Відрізняється великим терміном служби, але і високими витратами на матеріал. Будівельного піску і цементу доведеться витратити в серйозних обсягах.

Столбчатый фундамент состоит из так называемых «стульев», которые располагают под всеми углами дома и в местах пересечения комнат. Он обойдется дешевле, но совершенно не подойдет, если в месте постройки наблюдается подвижность грунта в горизонтальном направлении. Поэтому не вздумайте заранее купить песок в спб в больших объемах, так как он может не пригодится. 

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)