Что такое сложный грунт и можно ли на нем строить?

При выборе земельного участка под жилой дом важно обратить внимание, подходит ли тип почвы для определенной технологии строительства. Глубина промерзания грунта, возможность противостоять статическим и динамическим нагрузкам, уровень грунтовых вод являются решающими факторами при определении параметров фундамента.

Виды фундаментов для частного дома, их особенности и устройство

Основная классификация фундаментов учитывает их конструктивные особенности. Самыми популярными являются следующие типы: ленточный, столбчатый, свайный и плитный. Также возможны различные комбинации.

Ленточный фундамент

При строительстве ленточного фундамента нет необходимости проводить подготовительные работы для грунта, поэтому он хорош, если нужно построить здание быстро. С другой стороны, он не рассчитан на большую нагрузку, поэтому оптимальным вариантом для использования ленточного фундамента являются одно- или двухэтажные дома.

Глубина заложения ленточного фундамента во многом зависит от материалов, из которых он выполнен, а также типа исполнения, выбранного при строительстве. Различают два основных вида ленточной конструкции:

  1. Сборный фундамент – выполняется из железобетонных блоков. Для сборки нужна специализированная техника, сами же блоки производятся на заводе.
  2. Монолитный – изготавливается сразу на строительной площадке (без промежуточного звена в виде завода).

    Устройство ленточного монолитного фундамента

Виды грунта

Существует несколько разновидностей грунта, каждый из которых отличается своими качественными характеристиками.

1. Скалистый (каменистый). Самый прочный вариант, который не «боится» холода, влажности, изменений погоды. Может быть использован вместо любого фундамента.

2. Песчаный. Промерзает на малую (0,5-1 м) глубину, хорошо проводит воду, трамбуется и уплотняется. Построенный на нем фундамент не замокает.

3. Хрящевой. Представляет из себя смесь песка, глины и большой массы мелкого гравия. Не размывается водой, прочен и способен выдержать весьма внушительный вес.

4. Глинистый. Плохо противостоит большому объему влаги, сильно промерзает (до 1,5 м) и вспучивается.

5. Суглинок и супесь. Песчано-глинистая смесь. Качественные характеристики зависят от преобладания определенного компонента.

6. Торфяной. Болота, высушенные с разной степенью. Отличаются сильным перенасыщением влаги.

Как узнать качество грунта?

Для самостоятельного определения качества грунта можно провести небольшой домашний тест:

· Взять в руку немного земли и обильно смочить водой. Скатать «колбаску» и завернуть ее в кольцо. Из песка это сделать не получится. Фигура из супеси рассыплется на мелкие частички, из суглинка – на 2-3 фрагмента. Глиняное кольцо останется целым.

· Внимательно изучить частички почвы: при наличии множества песчинок размером больше 1,2-1,5 мм грунт будет являться песчаным.

Расчет основания по несущей способности

Изображение 1. Механика грунтов.

Под несущей способностью грунта следует понимать предельную нагрузку, которую он может выдержать без разрушения. На Изображении 1 показаны случаи, требующие выполнения расчета основания по несущей способности, которая обеспечит их собственную устойчивость и не допустит смещения фундамента основания по его подошве.

Необходимо перечислить случаи, показанные на Изображении 1, и определиться с теми, которые могут относиться к частному домостроению.

а) На сооружение действует горизонтальная сила. Такой расчет может потребоваться, если на подворье будут устанавливать вышку для генератора, работающего под действием силы ветра.

б) Предполагает расчет фундамента при наличии подпорной стены, на которую могут действовать горизонтальные силы, возникающие от собственного веса грунта.

в), г) Сооружение находится на откосе или близко к его краю.

д) Основанием является глинистый грунт, степень влажности которого Sτ= 0,5. На него действует вес дома. Это реально возможные ситуации.

е) Рассчитывают несущую способность для определения, насколько устойчив естественный склон.

Ленточный монолитный фундамент.

Кроме указанных случаев такой расчет фундаментов необходим, если дом построен на скальных грунтах или на фундамент могут действовать выталкивающие силы.

Далее обозначения в формулах такие, как и в нормативной строительной документации.

Чтобы несущая способность грунта обеспечивала надежность построенного на нем сооружения, необходимо проверить условие (1):

где F — нагрузка от всего сооружения с учетом всех систем жизнеобеспечения, передаваемая на основание фундаментом, кг, Fu — противодействующая сила основания, кг, γc — коэффициент, зависящий от типа грунта (см. таблицу №1), γn — коэффициент надежности, устанавливается в зависимости от класса сооружения: γn=1,2, 1,15, 1,1 для сооружений I, II, и III классов, соответственно.

Расчет оснований и фундаментов: правила вычислений Расчет оснований и фундаментов можно определить по несущей способности и деформации. В строительстве под естественным основанием понимается грунт, свойства которого определяют тип фундамента.

Какие бывают грунты в основании фундамента?

Грунты делятся на песчаные и глинистые.

В свою очередь, песчаные грунты по зерновому (гранулометрическому) составу подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Песок сыпучий, так как имеет малое сцепление между частицами. Несущая способность песка в основном обусловлена наличием трения между частицами. Несущая способность песчаного грунта увеличивается с ростом крупности песка и плотности песчаного грунта. По этому показателю выделяются три группы песка: плотные, средней плотности и рыхлые.

Среди глинистых грунтов существуют разновидности: собственно глины, суглинки и супеси. В указанной последовательности, в составе грунтов уменьшается содержание глинистых, пылеватых частиц и увеличивается количество песчаных частиц.

Глинистые грунты характеризуются числом пластичности — Jp>0,01.

Прочность глинистых грунтов обусловлена в основном наличием сил сцепления между частицами таких грунтов. Чем больше глинистых частиц в грунте и плотность грунта, тем больше силы сцепления и несущая способность грунта. Но, в глинистых грунтах силы сцепления между частицами уменьшаются с увеличением влажности грунта. Его влажностное состояние обуславливает консистенцию грунта. При прочих равных условиях с ростом консистенции (влажности) прочность грунтов убывает.

По консистенции глины и суглинки подразделяются на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.

Супеси подразделяются на твердые, пластичные и текучие.

Для определения несущей способности грунта проводят лабораторные испытания образцов, отобранных на площадке строительства, и определяют физические характеристики грунта — вид и гранулометрический состав грунта, плотность, коэффициенты пористости, показатели текучести и пластичности.

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.

Prev 1of1 Next

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 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП *, 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 = кгс/см²

Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²

Prev 1of1 Next

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.

Prev 1of1 Next

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.

Как сделать утепление фундамента частного дома

В северных регионах теплоизоляция фундамента – один из основных процессов. Здесь несколько вариантов проведения:

  1. Использовать утепленную несъемную опалубку. Она изготавливается из пенополистирольных плит, внутрь которых и заливается бетонный раствор.
  2. Уложить и прикрепить те же полистирольные плиты на стенки залитого фундамента. Крепление производится с помощью грибовидных саморезов из пластика или битумной мастикой, которая в свою очередь будет выполнять и функции гидроизоляции.
  3. Обложить фундамент снаружи или изнутри кирпичной кладкой.
  4. Оштукатуривание поверхностей.

Так утепляют фундамент снаружи плитами из пенополистирола

Как определить тип почвы самостоятельно

Для определения типа почвы и ее основных характеристик на участке проводятся инженерно-геологические изыскания. Но при выборе участка для строительства можно предварительно оценить состояние местности и без специалистов.

Скалистые или торфяные породы легко распознать по внешнему виду. В первом случае это практически сплошной камень, во втором – рыхлая почва на болотистой местности. Обломочные грунты соответственно в составе имеют большое количество камня, щебня и обломков горных пород.

В остальных случаях для определения грунта проведите простое исследование. Размочите горсть породы в воде, попробуйте скатать из нее шарик, раскатайте или раздавите его на ровной поверхности, согните, проверив на эластичность. Результаты таких действий говорят о следующем:

  • грунт легко скатывается, раскатывается и лепится, не трескаясь – перед вами глина;
  • порода скатывается и раскатывается, а при сгибании или расплескивании на ней появляются трещины или она ломается – это суглинок;
  • шар скатывается, но при попытке раскатать его, он ломается – супесь;
  • почву не получается скатать – в составе преобладает песок.

Кроме того, обратите внимание, пачкает ли почва руки. После работы с песчаным грунтом они остаются практически чистыми. Чем больше в почве глины, тем сильнее вы об нее испачкаетесь. Максимально точно определить физико-механические характеристики грунта и геологические особенности участка можно в ходе специализированных изысканий.

Как подобрать винтовые сваи в соответствии с грунтом?

На рынке представлены винтовые сваи двух видов: лопастные (СВЛ) и конусно-спиральные (СВКС). Каждый вид обладает особыми преимуществами и ограничениями при обустройстве фундамента на проблемных участках.

Основная разница между двумя видами свай в конструкции лопасти. На ствол конусно-спиральной сваи приварена узкая многовитковая спиральная лопасть. А вот ствол сваи СВЛ оснащен широкими плоскими лопастями. Конусно-спиральные сваи пригодны для мерзлых и каменистых, плотных грунтов, а также монтажа в зимнее время. Для свай СВЛ скальный и мерзлый грунт слишком прочен.

Широкие плоские лопасти свай СВЛ обеспечивают большую опорную площадь. Это позволяет эффективно использовать лопастные сваи на пластичных грунтах с низкой несущей способностью. На рынке представлены лопастные сваи СВЛ с одной или несколькими лопастями. Сваи с одной лопастью предназначены для более плотных и менее подвижных грунтов.

Сваи с несколькими лопастями используют на участках со слабым грунтом с малой несущей способностью. Более надежная точка опоры, созданная несколькими лопастями, повышает устойчивость в случае близкого залегания грунтовых вод или наличия пористого грунта. Высокой пористостью отличаются, к примеру, ракушечники – разновидность известняка, распространенная в прибрежных районах.

Конструктивно сваи СВЛ различаются не только количеством, но и размером лопастей. Сваи с широкими лопастями, более чем в полтора раза шире ствола, обеспечивают большую площадь опоры. Широколопастные сваи предназначены для грунтов с низкой несущей способностью.

Несомненное преимущество винтовых свай в невысокой стоимости проекта в сравнении с бетонным основанием. Для монтажа не требуется сложная техника, установить сваи можно усилиями двух-трех человек с применением простых и широкодоступных инструментов. Устройство такого основания обходится в среднем на 20 % дешевле ленточного фундамента. А с учетом того, что объем земляных работ для устройства основания из бетона на проблемном участке трудно поддается расчету, разница в стоимости может быть еще больше.

Привлекательна в условиях частного строительства и возможность скорректировать проект, когда дом уже готов. Для создания пристройки необходимо сделать разметку контуров новой комнаты и установить в грунт дополнительные сваи. Также несложно отремонтировать фундамент в случае разрушения одной из свай, это можно сделать без демонтажа стен.

Выбор типа основания в зависимости от типа почв

По результатам инженерно-геотехнических изысканий и определения вида грунта осуществляется моделирование процессов.

Наиболее распространенный тип фундамента для малоэтажного строения – ленточный, технология строительства такого основания отработана и проверена временем. На заболоченных и подвижных грунтах лучшим вариантом будет использование свай с перевязкой.

В фундаменте такого типа основная нагрузка передается через опорные элементы на более глубокие и стабильные слои.

При использовании легких конструкций возможно применение винтовых и свайно-ростверковых оснований. Несущие балки могут иметь контакт с грунтом и частично заглубляться в него.

Основное преимущество таких опорных конструкций – отсутствие необходимости в сложной и дорогостоящей гидроизоляции.

Определение гранулометрического состава грунта

При проектировании и возведении различных сооружений определение гранулометрического состава грунта имеет важнейшее значение. Именно этой ключевой физико-механической характеристикой верхнего слоя литосферной коры, служащего естественным основанием строительного объекта, обусловливается устойчивость, эксплуатационная безопасность, функциональная надежность здания.

Выполнение полевых работ и лабораторного анализа, направленных на определение гранулометрического состава грунта, крайне важно и для предупреждения таких негативных явлений, как просадка объекта и деформационные проявления в строительных конструкциях. Компания «ГеоЭкоСтройАнализ» уже более 10 лет занимает достойное лидирующее место в области под названием практическая инженерная геология.

За это время мы успели накопить не только солидный опыт работы, но и отличные современные грунтовые лаборатории без которых вообще сложно было бы осуществить какие-либо грамотные геологические исследования.

Зачастую смета возведения сооружения зависит непосредственно от качества, объективности и достоверности данных, полученных в результате изучения зернового состава и основных характеристик почвенного пласта. Проведение такого анализа необходимо для успешной реализации комплекса строительно-монтажных мероприятий и дальнейшей безопасной эксплуатации объекта. Определение гранулометрического состава грунта, как правило, осуществляется в лабораторных условиях с применением хроматографических, рентгеноскопических и прочих аналитических методов.

Тонкости гранулометрического анализа

Само понятие гранулометрического (зернового) состава применимо исключительно к осадочным породам. Иначе говоря, к тем грунтам, которые не имеют жестких кристаллизационных или цементационных связей между минеральными частицами, называемыми фракциями породы.

Заказать такой анализ необходимо для выяснения способности литосферного слоя выдерживать значительное механическое давление, создаваемое строительными конструкциями.

Гранулометрический состав мягких пород нескального происхождения позволяет составить представление о строительных характеристиках всего литосферного пласта.

По мере уменьшения размеров фракций увеличивается совокупная площадь частиц на единицу объема, что имеет большое строительно-техническое значение. Кроме того, возрастает, так называемое, водно-коллоидное притяжение между твердыми компонентами и их жидкостными оболочками, а также усиливаются коагуляционные связи. Наиболее распространенные гравийные, галечниковые и глинистые породы в данном аспекте характеризуются:

  • Высокой водопроницаемостью;

  • Абсолютным отсутствием явления капиллярного вспучивания;

  • Неизменностью физических качеств при изменении уровня влажности.

Таким образом, лабораторный анализ, стоимость которого сегодня относительно невелика, позволяет проектировщикам учитывать все эти нюансы и принимать верные технологические решения.

Доверяя профессионалам

Обращаясь в проектную организацию, вы заранее можете обезопасить свой строительный бизнес от ряда неверных решений. Даже если ваши сотрудники имеют должную квалификацию и обладают высокой грамотностью в области инженерная геология, этого недостаточно. Сегодня без высокоточной техники, высокоточных приборов, специализированных лабораторий сложно даже представить, что возможно качественное проведение геологических исследований.

Закажите обследования сегодня и у нас, а наши специалисты проведут точный расчет предстоящих геологических мероприятий по вашему техническому заданию. Компания ООО «ГеоЭкоСтройАнализ» ждет ваших обращений по контактному телефону: 8 (495) 201-22-08.

Читайте также:  Раствор для фундамента пропорции цемент 500