Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Глинистые грунты нередко относят к хорошим, прочным грунтам, в результате чего возникает вопрос, как можно сэкономить на фундаменте, если на строительном участке залегают глины. На самом деле хорошая, прочная глина близко к поверхности встречается редко в отличие от широко распространенных супесей и суглинков. О том, как понять что за грунт на участке, и какой фундамент лучше на глинистой почве, мы и поговорим в этой статье. Глинистые грунты относят к связным грунтам, песчаные – к несвязным. Связность – это способность грунта не рассыпаться как во влажном, так и в сухом состоянии. В зависимости от гранулометрического состава, связные грунты подразделяют на: Для строительства фундамента лучше всего глины, хуже всего – лёссы. Причем эти грунты далеко не всегда пребывают в «чистом» состоянии. Например, широко распространены лессовидные суглинки. Крайне важным параметром, сильно влияющим на несущую способность связных грунтов, является показатель консистенции. Он зависит от водонасыщения и измеряется в долях единицы. Чем ниже значение, тем тверже (суше) грунт. Показатели консистенции связных грунтов. Распознать тип глинистого грунта легко исходя из его главной характеристики – связности. Нужно увлажнить грунт до состояния, наиболее близкого к пластилину. Если при попытке раскатать пальцами жгут («колбаску») концы не обсыпаются, это глина или суглинок. Эти два грунта похожи, различать их между собой нет необходимости. Оставшиеся два (супесь и лёсс) также несложно различить между собой. Если образец с ненарушенной структурой в сухом состоянии легко крошится пальцами – это супесь. Лёссы скреплены легко растворимыми в воде солями и в сухом состоянии имеют прочность, характеризуемую выражением «лопата не берет». Твердые и полутвердые суглинки и глины являются прекрасным строительным основанием. Оно стабильное, прочное. Позволяет выполнять все виды земляных работ. На этих грунтах целесообразно применение столбчатых фундаментов для каркасных строений и ленточных для стеновых. Для частного строительства применение фундаментных плит или свай сомнительно.Несущая способность грунтов в основании фундаментов частного дома. Текучепластичный суглинок
Какой фундамент лучше на глинистой почве, как понять что за грунт на участке?
Типы и виды глинистых грунтов. Основные характеристики
Выбор типа фундамента во многом зависит от консистенции глинистого грунта.
Выбор фундамента для твердых и полутвердых глинистых грунтов.
Столбчатые фундаменты под каркасное здание.
Ленточный фундамент.
Выбор фундамента для тугопластичных и мягкопластичных глинистых грунтов.
Для этого вида грунтов применяются фундаменты всех видов, от лент и плит, до свай. Для мягкопластичной консистенции редко показано применение отдельно стоящих столбчатых фундаментов. В частном строительстве предпочтение следует отдавать ленточным фундаментам достаточной ширины, утепленным плитам мелкого заглубления, винтовым или буронабивным сваям небольшой длины.
Выбор фундамента для текучепластичных глинистых грунтов.
Связные грунты пластичной и особенно текучепластичной консистенции накладывают ряд ограничений на производство работ. Откосы котлованов (траншей) не устойчивы, склонны к «оплыванию». Сильно затруднено устройство такого типа фундамента, как буронабивные сваи. После бурения скважин они быстро «заиливаются», стенки оседают. На таких грунтах целесообразно применение утепленных фундаментов мелкого заложения (например, утепленная шведская плита), буронабивные сваи в обсадных трубах, буроинъекционные и винтовые сваи. Последние получили широкое распространение в частном строительстве вследствие невысокой стоимости и простоте монтажа.
Схема устройство мелкозаглубленной утепленной фундаментной плиты.
Схема устройства буронабивных свай в обсадных трубах.
Варианты устройства ростверков поверх винтовых свай.
Ещё одним опасным свойством водонасыщенных связных грунтов является морозное пучение. Оно чаще всего проявляется в мелкодисперсных (связных) грунтах при достаточном количестве воды. Таким образом, мягко и текучепластичные глинистые и суглинистые грунты особенно часто подвержены силам морозного пучения. Мероприятия по противодействию этому фактору делят на две категории: заглубление фундамента не менее глубины промерзания (зависит от климатического района строительства) и утепление цокольной части здания (включая отмостку).
Строительство на текучих грунтах не рекомендуется.
Выбор фундамента для лёссовидных грунтов.
Самым опасным видом связных грунтов является лёсс и лёссовидные суглинки. Это высокопористый грунт, имеющий в сухом состоянии высокую несущую способность. Но при попадании воды он очень быстро размокает, превращается «в кашу», сильно теряет несущую способность и самоуплотняется. Последнее свойство называется просадочностью. Лессовидные грунты делят на 1-ый и 2-ой тип по просадочности. Первый дает самостоятельную усадку под собственным весом при замачивании на величину не более 5см на каждый метр толщи грунта, второй – более 5см.
Для просадочных грунтов рекомендуется применение уширенных фундаментов мелкого заложения (широких фундаментных лент, сплошных плит с армированными монолитными цокольными частями стен) а также сваи, проходящие насквозь просадочную толщу и заведенные в прочные грунты.
К важным мероприятиям при наличии просадочности относят устройство водонепроницаемой отмостки с шириной не менее 1,5м для 1-го и 2,0м для 2-го типа просадочности. Водонесущие коммуникации в местах подпольной прокладки, а также прохождения сквозь цокольную часть должны быть заключены в водонепроницаемые гильзы или лотки.
rems-info.ru
Суглинок мягкопластичный, средней плотности, сильносжимаемый, насыщенный водой.
Содержание
1. Исходные данные. 3
2. Анализ инженерно-геологических условий.. 4
2.1 Определение наименования грунта по его расчётным характеристикам. 5
2.2 Анализ инженерно-геологических условий (таблица) 7
3. Сбор нагрузок. 8
3.1 Узел 1. 8
3.2 Узел 2. 9
3.3 Узел 3. 11
3.4 Узел 4. 12
3.5 Сводная таблица нагрузок. 14
4. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании 15
4.1 Определение глубины заложения фундамента. 15
4.2 Определение размеров подошвы фундамента. 15
4.3 Расчёт конечной осадки фундамента. 17
5. Проектирование фундамента на песчаной подушке. 19
5.1 Определение размеров подошвы фундамента. 19
5.2 Определение размеров песчаной подушки. 20
5.3 Расчет осадки фундамента на песчаной подушке. 22
6. Проектирование свайного фундамента. 24
6.1 Определение числа свай. 24
6.2 Проверка прочности грунта. 27
6.3 Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя. 29
7. Технико-экономическое обоснование выбора основного варианта. 30
8. Расчёт узлов на ФМЗ на естесственном основании. 31
8.1 Узел 1. 31
8.2 Узел 3. 32
8.3 Узел 4. 34
9. Список литературы.. 36
Исходные данные
Шифр: 62132312
Схема №6 «Жилой дом».Вариант 2
Район строительства г. Курск
Размеры (м)
| РАЗМЕРЫ, М | КОЛ-ВО ЭТАЖЕЙ | |||||
| l1 | l2 | l3 | h 1 | h3 | h4 | |
| 2,6 | 2,5 |
Нагрузки, постоянные и временные
| Нормативные нагрузки, кПа | ||
| постоянные | ||
| g1 | g2 | g3 |
| 2,4 | 0,8 | 2 |
| временные | ||
| g1 | g2 | g3 |
| 2 | 3,5 | 3 |
Примечания:
1. Стены из кирпичных блоков. (γкирп. Блоков=18 кН/м3)
2. Город Барнаул относится к 
снеговому району – sb=1,8 кПа ; к II ветровому району – Wo=0,3 кПа.
Анализ инженерно-геологических условий
Характеристики грунта взяты по заданию согласно шифру.
Расчётные характеристики считаются по формулам:
1) Удельный вес сухого грунта:
2) Коэффициент пористости:
3) Пористость:
4) Степень влажности:
= 10 
;
5) Коэффициент относительной сжимаемости:
-в МПа;
6) Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды:
Взвешивающее действие воды учитывается для водопроницаемых грунтов с коэффициентом фильтрации Кф>10-6 см/сек (это пески и супеси), лежащих ниже уровня грунтовых вод.
7) Число пластичности:
8) Показатель текучести:
9) Природная влажность грунта:
Wп=(е* 
)/ γs
Уровень грунтовых вод находится на глубине 2,9 м от поверхности.
Определение наименования грунта по его расчётным характеристикам.
Слой № 1:
Насыпной слой: γ =15 кН/м3.
Удельный вес сухого грунта: γd=γ/(1+W)=15/(1+0,38)=10,87кН/м3.
Коэффициент пористости: e=(γs - γd)/γd=(26,6-10,87)/10,87=1,45.
Пористость: n = e /(1+ e)=1,45/(1+1,45)=0,59.
Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды:
=(26,6-10)*(1-0.59)=6,8
Слой № 2:
Удельный вес сухого грунта: γd=γ/(1+W)=17,4/(1+0,38)=12,61 кН/м3.
Коэффициент пористости: e=(γs - γd)/γd=(28-12,61)/12,61=1,2.
Пористость: n = e /(1+ e)=1,2/(1+1,2)=0,54(средней плотности)
Степень влажности: 
=(0,38*28)/(1,2*10)=0.886 ; [насыщенный водой]
Коэффициент относительной сжимаемости: mv=0,5/4,5=0,11 МПа-1; 
=0.11(1+1,2)=0,24 (сильносжимаемый)
Природная влажность грунта:Wп=(е* )/ γs=(1,2*10)/28=0,43;
Число пластичности: Ip=WL-Wp=0,42-0,29=0,13.(суглинок)
Показатель текучести: IL=(W-Wp)/Ip=(0,38-0,29)/0,13=0,69.(мягкопластичный)
Суглинок мягкопластичный, средней плотности, сильносжимаемый, насыщенный водой.
Слой № 3:
Удельный вес сухого грунта: γd=γ/(1+W)=19/(1+0,15)=16,52 кН/м3.
Коэффициент пористости: e=(γs - γd)/γd=(26,8-16,52)/16,52=0,62.
Пористость: n = e /(1+ e)=0,62/(1+0,62)=0,32(рыхлый)
Степень влажности: =(0.15*26,8)/(0,62*10)=0,65 ; [влажный]
Коэффициент относительной сжимаемости: mv=0,7/8,0=0,087МПа-1; =0.087(1+0,62)=0.054 (сильносжимаемый)
Природная влажность грунта:Wп=(е* )/ γs=(0,62*10)/26,8=0,23;
Число пластичности: Ip=WL-Wp=0,19-0,12=0,07.(супесь)
Показатель текучести: IL=(W-Wp)/Ip=(0,15-0,12)/0,07=0,43.( пластичный)
Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды:
=(26,8-10)*(1-0,32)=24,7 кН/м3
Супесь пластичная , рыхлая, сильносжимаемая, влажная.
Слой № 4:
Удельный вес сухого грунта: γd=γ/(1+W)=19,7 /(1+0,26)=15,63 кН/м3.
Коэффициент пористости: e=(γs - γd)/γd=(26,6-15,63)/15,63=0,7(плотный)
Пористость: n = e /(1+ e)=0,7/(1+0,7)=0,41.
Степень влажности: =(0.26*26,6)/(0,7*10)=0,99 ; [насыщенный водой]
Коэффициент относительной сжимаемости: mv=0,8/20=0,04МПа-1; =0.04(1+0,7)=0,023(среднесжимаемый)
Природная влажность грунта:Wп=(е* )/ γs=(0,7*10)/26,6=0,26;
Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды:
=(26,6-10)*(1-0,41)=28,1кН/м3
Число пластичности: - (песок)
Песок пылеватый, плотный, среднесжимаемый, насыщенный водой.
Слой № 5:
Удельный вес сухого грунта: γd=γ/(1+W)=20,6/(1+0,2)=17,17 кН/м3.
Коэффициент пористости: e=(γs - γd)/γd=(26,4-17,17)/17,17=0,54 (средней плотности)
Пористость: n = e /(1+ e)=0,54/(1+0,54)=0,35.
Степень влажности: =(0.2*26,4)/(0,54*10)=0,98 ; [насыщенный водой]
Коэффициент относительной сжимаемости: mv=0,8/35,0=0,023МПа-1; =0.023(1+0,54)=0.035 (малосжимаемый)
Природная влажность грунта:Wп=(е* )/ γs=(0,54*10)/26,4=0,2;
Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды:
=(26,4-10)*(1-0,3)=11,48
Число пластичности: - (песок)
Песок мелкий , средней плотности, малосжимаемый, насыщенный водой.
| № слоя грунта | Наименование грунта | Толщина слоя в м | По I группе п.с. | По II группе п.с. | Удельный вес частиц γs, кН/м3 | Модуль деформации Ео, МПа | Влажность W | На границе текучести WL | На границе раскатывания WР | Удельный вес сухого грунта γd, кН/м3 | Коэффициент пористости е | Пористость n | Коэффициент водонасыщения Sr | Коэффициент относительной сжимаемости mν, Мпа-1 | Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды γsb, кН/м3 | Число пластичности, Ip | Показатель текучести, IL | ||||
| Удельный вес γ1, кН/м3 | Угол внутреннего трения, φ1о | Удельное сцепление С1, кПа | Удельный вес γ2, кН/м3 | Угол внутреннего трения, φ2о | Удельное сцепление С2, кПа | ||||||||||||||||
| Характеристики грунта | Расчётные характеристики грунта. | ||||||||||||||||||||
| Насыпной слой, супесь со строительным мусором | 0,6 | 14,0 | 15,0 | ||||||||||||||||||
| Суглинок, мягкопластичный, сильносжимаемый, средней плотности, насыщенный водой | 2,1 | 16,8 | 17,0 | 17,4 | 20,0 | 28,0 | 4,5 | 0,38 | 0,42 | 0,29 | 12,61 | 1,2 | 0,54 | 0,886 | 0,11 | - | 0,13 | 0,69 | |||
| Супесь пластичная, сильносжимаемая, рыхлая, влажная | 4,2 | 17,5 | 4,0 | 6,0 | 26,8 | 8,0 | 0,15 | 0,19 | 0,12 | 16,52 | 0,62 | 0,32 | 0,65 | 0,087 | 24,7 | 0,07 | 0,43 | ||||
| Песок пылеватый, плотный, среднесжимаемый, насыщенный водой | 0,2 | - | 19,7 | 2,0 | 26,6 | 0,26 | - | - | 15,63 | 0,7 | 0,41 | 0,99 | 0,04 | 28,1 | - | - | |||||
| Песок мелкий, средней плотности, малосжимаемый, насыщенный водой | 6,5 | 18,9 | - | 20,6 | 1,0 | 26,4 | 35,0 | 0,20 | - | - | 17,17 | 0,54 | 0,35 | 0,98 | 0,023 | 11,48 | - | - |
2.2 Анализ инженерно-геологических условий (таблица)
Сбор нагрузок
Узел 1
| Подсчет нагрузки |  |  |  | |
| 1. Постоянные нагрузки | ||||
1) Вес покрытия:    | 11,04 | 1,1 | 12,14 | |
2) Вес чердачного перекрытия:
   | 3,18 | 1,1 | 3,5 | |
3) Вес перекрытия:    | 47,76 | 1,1 | 52,54 | |
4) Вес стены:    | 1,1 | 207,9 | ||
| Итого постоянные нагрузки | ||||
| 2. Временные нагрузки | ||||
5) На перекрытия (полезные)
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
  =0.4+0.9/√6=0.77
| 7,16 | 66,2 | ||
6) На чердачное перекрытие:
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 =0.4+0,9√1=1,3
| 21,73 | |||
7) Снеговая нагрузка на покрытие
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 | 2,9 | 8,28 | ||
Итого временные нагрузки:
а) по 2 г.п.с.
б) по 1 г.п.с.
 | 9,56 | 86,6 | ||
| Итого полная вертикальная нагрузка: | 260.56 | 362.6 | ||
Город Курск относится ко III снеговому району – sb=1,8 кПа ; к II ветровому району – Wo=0,3 кПа.
Узел 2
| Подсчет нагрузки | | | | ||||
| 1. Постоянные нагрузки | |||||||
1) Вес покрытия:    | 15,1 | 1,1 | 16,61 | ||||
2) Вес чердачного перекрытия:
   | 4,78 | 1,1 | 5,26 | ||||
| 4) Вес стены: | 127.2 | 1,1 | 139.92 | ||||
4) Вес перекрытия:
   | 71,76 | 1,1 | 78,94 | ||||
| Итого постоянные нагрузки | 218,84 | 240,73 | |||||
| 2. Временные нагрузки | |||||||
5) На перекрытия (полезные)
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 =0.4+0,74/√6=0.7
| 10,76 | 90,42 | |||||
6) На чердачное перекрытие:
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 =0.4+,74/√1=1,14
| 28,63 | ||||||
7) Снеговая нагрузка на покрытие
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 | 3,96 | 11.32 | |||||
Итого временные нагрузки:
а) по 2 г.п.с.
б) по 1 г.п.с.
 | 13,98 | 117.33 | |||||
| Итого полная вертикальная нагрузка: | 232,82 | 358.06 | |||||
Узел 3
| Подсчет нагрузки | | | | |||
| 1. Постоянные нагрузки | ||||||
1) Вес покрытия:    | 46,03 | 1,1 | 50,63 | |||
2) Вес чердачного перекрытия:
   | 14,6 | 1,1 | 16,06 | |||
3) Вес перекрытия:    | 328,32 | 1,1 | 361,15 | |||
3) Вес колонны:
   | 259.75 | 1,1 | 285.73 | |||
| Итого постоянные нагрузки | 648.7 | 713.57 | ||||
| 2. Временные нагрузки | ||||||
5) На перекрытия (полезные)
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 =0.4+0.42/√6=0.57
| 32.83 | 224.57 | ||||
6) На чердачное перекрытие:
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 =0.4+0.42/√1=0.82
| 62.82 | |||||
7) Снеговая нагрузка на покрытие
а) по 2 г.п.с.(длит. действ.)
 б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)
 | 12.08 | 34.52 | ||||
Итого временные нагрузки:
а) по 2 г.п.с.
б) по 1 г.п.с.
 | 42.66 | 289.7 | ||||
| Итого полная вертикальная нагрузка: | 691.36 | 1003.27 | ||||
Узел 4
3.6 Сводная таблица нагрузок
| Узел | По II предельному состоянию | По I предельному состоянию | ||
 |  |  |  | |
| 260.56 | - | 362.6 | - | |
| 232.82 | - | 358.06 | - | |
| 691.36 | - | 1003.27 | - | |
| 233.97 | 3.58 | 302.27 | 5.01 |
Для расчета выбираем самый нагруженный узел – узел №3. Полная нагрузка на обрез фундамента 
кН, 
кН.
megalektsii.ru
Несущая способность грунтов в основании фундаментов частного дома
Как правило, слабым звеном в основании дома является грунт, на который опирается фундамент. Конструкция и размеры фундамента зависят прежде всего от свойств грунта, залегающего под фундаментом.
При взаимодействии фундамента с грунтом решаются две основные задачи:
- Передача и распределение давления от веса здания на грунт должны быть выполнены так, чтобы нагрузка на грунт не превышала допустимую для грунта величину. Площадь опирания фундамента на грунт должна определенным образом соответствовать несущей способности грунта.
- Необходимо обеспечить снижение воздействия на здание сил морозного пучения грунта до допустимого уровня.
Несущая способность грунта
При выборе конструкции фундамента производится проверка соответствия несущей способности грунта конструкции фундамента. Предельно-допустимое сопротивление грунта основания должно быть выше нагрузки на него от веса здания.
На способность грунтов «держать» фундамент оказывают влияние целый ряд факторов, но основными являются следующие:
- Тип и состав грунта;
- Его плотность и пористость;
- Сезонная влажность грунта основания;
- Уровень подземных вод;
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.
Влияние влажности грунтов на их несущие свойства
Очень большую роль играет содержание воды в грунте. Способность грунтов удерживать влагу зависит от типа и разновидности грунта, его плотности или пористости. Влажность грунта меняется по сезонам в течение года.
Некоторые типы грунтов в условиях повышенной влажности становятся очень сложным вариантом в качестве основания. Например, пылеватые пески и супеси, могут содержать в большом количестве очень мелкие глинистые частицы. Вследствие наличия этих мелких частиц такие грунты активно вбирают и слабо отдают воду. Насыщенные водой, эти мелкие частицы начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Уже при небольшом движении жидкости в пласте они переходят в плывунное состояние и легко перемещаются с водой. Фундамент может начать «тонуть» в таком грунте или «уплывать» — смещаться в сторону.
Любой грунт при увлажнении проседает и уплотняется.
В процессе своего существования грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется до состояния «дальше некуда». Ничто не меняет это состояние в течение многих и многих десятков и сотен лет.
В то же время грунт, находящийся выше глубины промерзания, постоянно насыщается влагой и при сезонном промораживании увеличивается в объеме. Влага, находящаяся в порах, увеличивает объем этих пор на 10%.
Таким образом, скелет грунта, находящегося выше границы промерзания, ежегодно «встряхивается», становясь более пористым.
Например, глинистый грунт, находящийся ниже глубины промерзания, обладает минимальной пористостью и максимальной прочностью, а вот тот же грунт, находящийся выше точки промерзания, который и служит основанием для мелкозаглубленных фундаментов, обладает крайне высокой пористостью.
С высокой долей вероятности, супеси и глинистые грунты для мелкозаглублённого фундамента можно считать рыхлыми.
Надо ли проводить испытания грунта в основании фундамента?
Часто спрашивают: «Зачем проводить испытания грунта? Достаточно запроектировать фундамент для грунта с наихудшей несущей способностью».
Действительно, многие проектные организации предлагают готовые проекты домов с плитным фундаментом, расчитанным на наихудшие грунтовые условия строительства. Но, из опыта проектирования и строительства известно, что чем большая информация имеется по грунтовым условиям застраиваемой площадки, тем меньшие затраты требуются на устройство фундаментов.
Выгоднее произвести незначительные затраты на испытания грунтов, отобранных застройщиком из шурфов, и подобрать фундамент по конкретным данным, чем без всяких обоснований использовать мощный, но дорогой, фундамент.
Особенно ощутима эта выгода при строительстве двух- и трёхэтажных зданий со стенами из кирпича и бетона с железобетонными перекрытиями.
Для более легких зданий можно выбрать фундамент, основываясь на ориентировочных данных о грунте, собранных самим застройщиком.
Улучшение грунта в основании фундамента
При проектировании фундамента обязательно следует рассмотреть возможность улучшения пригодности грунта для опирания на него фундамента. Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент.
При слабых и пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.
Вот краткий перечень мероприятий, которыми можно добиться улучшения характеристик грунта основания.
На слабых грунтах:
- Устройство подушек из крупных песков и щебня. Иногда имеет смысл полностью заменить в пределах основания слабый слой насыпным непучинистым грунтом с лучшими характеристиками.
- Уплотнение грунта (трамбовка) при необходимости.
Устраиваемые под фундаментами песчаные подушки выполняют три функции:
1. Повышают несущую способность основания, что позволяет уменьшить ширину фундамента и, как следствие расход бетона на его устройство;
2. Заменяют часть пучинистого грунта на непучинистый, что приводит к уменьшению деформаций пучения основания;
3. Уменьшают переувлажнение грунта при его оттаивании в весенний период, которое оказывает большое влияние на осадки фундаментов;
Толщина подушки должна обеспечивать необходимую несущую способность подстилающего ее слабого грунта, а также ограничить абсолютные и относительные деформации пучения до допустимых пределов, регламентированных нормами.
О влиянии морозного пучения грунтов на фундамент читайте в статье:
Следующая статья:
Правильный фундамент для деревянного, каркасного дома или бани
Предыдущая статья:
Ветро- паро- гидрозащитные мембраны в утепленной кровле
Еще статьи на эту тему
domekonom.su
Глина более 0.17
Консистенция JL – отражает физическое состояние гунтов и показывает степень подвижности глинистых частиц в зависимости от влажности этих грунтов.
JL= ( W-Wp) \ (Wi – Wp) По значениям JL с помощью таблиц устанавливают в каком состоянии находится грунт:
супеси: Твердые JL менее 0 Полутвердые JL от 0 до 0.25
Тугопластичные JL от 0.25 до 0.5
Мягкопластичные JL 0.5 до 0.75
Текучепластичные JL от 0.75 до 1.0
Текучие JL более 1.0
глины и суглинки: твердые JL менее 0
пластичные JL от 0 -1.0
текучие JL более 1.0
С инженерно-геологической точки зрения консистенция грунта косвенно связана с его механическими свойствами. Один и тот же грунт в твердой консистенции обладает меньшей сжимаемостью, чем в пластичной.
При влажностях в диапазоне от текучепластичной до мягкопластичной консистенции грунт обладает липкостью и его труднее разрабатывать механизмами. В текучепластичной и текучей консистенции его прочность падает до нуля.
Липкость (г/см) – способность связного грунта при определенной влажности налипать на различные предметы. Липкостью обладают грунты, которые находятся в пластичном состоянии и обуславливаются наличием пленочной воды, а в почва также гидрофильного гумуса. Величина липкости зависит от гранулометрического и химико-минерального состава грунтов, а также от влажности. Наиболее сильно липкость проявляется в глинистых и пылеватых грунтах. Чаще всего это солонцеватые, а также гумусированные грунты. Супеси и пески липкостью не обладают.
Усадка уменьшение объема глинистого грунта при высыхании, это процесс обратный набуханию. Высыхание грунтов может происходить за счет испарения воды и наблюдается часто в откосах оросительных и осушительных каналов, в глинистых и заторфированных грунтах после удаления из нее воды. При усадке грунт растрескивается, теряет монолитность, прочность, в нем появляются трещины, что может повлечь за собой увеличение его водопроницаемости. Поверхность земли опускается и сооружения, стоящие на этом месте, начинают неравномерно деформироваться. Внешнее давление ведет к ускорению процесса усадки и тем самым способствует его развитию. Усадка ведет к переходу глинистого грунта из пластичного состояния в полутвердое и твердое, причем объем грунта уменьшается до определенного предела, после которого остается постоянным. Влажность, соответствующая постоянному объему грунта, называется пределом усадки или
величиной относительной усадки, изучают ее в лаборатории.
Еsh = (hn –hd ) \ hn
hn- высота образца грунта с Wmax
hd-высота после высыхания, определяют влажность грунта на пределе усадки Wmax мощность грунтов , которые подвержены усадке Hsh
Наибольшая величина усадки бывает в глинах, меньше в суглинках. Благодаря усадочному процессу в глинистых грунтах возникают напряжения, которые имеют разное значение в разных точках массива вследствие различия их исходной влажности, составе, структурных связей. Когда разница в этих напряжениях достигает величин, превышающих сопротивление разрыву грунтов, в массиве образуются трещины усадки, которые могут быть глубокими и в ряде случаев, когда мощность слоя глинистых грунтов меньше этой глубины, слой рассекается системой трещин полностью, до подстилающих пород, как например озерно-речные отложения в дельте рек Терека и Сулака
Набухание – свойство глинистых грунтов увеличиваться в объеме при взаимодействии с водой. Вода проникает в грунт по капиллярам, пленки воды утолщаются до уровня Wммв, частицы грунта раздвигаются и расклиниваются и объем грунта возрастает (например минерал монтмориллонит). Набухание обусловлено наличием в грунте гидрофильных минералов, значительным содержанием глинистой фракции, высокой удельной поверхностью. Основными факторами, определяющими величину и характер набухания, является:
1) состав и строение грунтов
2) химический состав и концентрация водного раствора. Чем выше концентрация раствора и чем больше в нем ионов-коагуляторов, тем меньше набухание. Опыты показывают, что большее набухание при равных условиях будет при замачивании пресной водой
3) величина внешнего давления, под которым находится грунт. Внешнее давление препятствует набуханию и может свести его на нет.
Набухание сопровождается увеличением пористости и влажности грунта; при этом консистенция его становится более мягкой (грунт переходит из твердого состояния в полутвердое, тугопластичное и даже пластичное)
Набухание - процесс, обратный усадке; он приводит к ослаблению внутренних связей в грунте, уменьшению его прочности, увеличению сжимаемости, уменьшению водопроницаемости. Набухание происходит тем легче, чем слабее связи между частицами, но если прочность структурных связей равна или больше давления набухания, которое развивается в результате расклинивающего действия воды, то грунт набухать не будет. Давление набухания развивается в глинистом грунте как реакция внешней нагрузке, передаваемой на грунт от сооружения или веса вышележащей толщи грунта и приводит к деформациям этих сооружений вследствие неравномерного поднятия разных участков фундамента т.е. давление набухания превышает давление от сооружения.
Однако, способность глинистых грунтов поглощать воду не беспредельна и характеризуется определенной величиной влажности, которая называется влажностью набухания Wsw. Влажность набухания соответствует такому состоянию грунта, при котором прекращается процесс поглощения жидкости. Величина набухания будет тем больше, чем больше разница между начальной влажностью и влажностью набухания т.е. чем суше исходный глинистый грунт, тем выше его набухание . Отсюда вывод: если природная влажность грунта равна или больше влажности набухания, то грунт набухать не будет. Способностью набухать обладают многие глины, тяжелые суглинки и лессовидные суглинки Украины.
Способность грунтов к набуханию определяется в лаборатории, устанавливается величина относительного набухания:
Esw= ( hн - h) / h h-начальная высота образца
Esw менее 0.04 грунт набухающий hн- высота после набухания
0.04 до 0.08 слабонабухающий
0.09 до 0.12 средненабухающим
более 0.12 сильнонабухающим
При строительстве на набухающих основаниях применяют следующие мероприятия:
Водозащита вокруг зданий и сооружений для предотвращения проникновения в основания атмосферных и технических вод; надземные водонесущие коммуникации помещают в специальные каналы.
Устранение свойств набухания в пределах всей толщи путем предпостроечного замачивания. Для промачивания грунтов используют дренирующие скважины. Грунт провоцируется на набухание и в таком виде должен находиться весь период эксплуатации объекта. Но при этом понижаются прочностные и деформационные характеристики. В связи с этим рекомендуется строить объекты с небольшими нагрузками.
Устройство компенсирующих подушек под всем сооружением из слоя уплотненного грунта. (песка, суглинка, глины) Это позволяет уменьшать до допустимого предела величину давления набухания.
Размокание называют способность глинистых грунтов в соприкосновении со стоячей водой терять связанность и разрушаться- превращаться в рыхлую массу с частичной или полной потерей несущей способности. Скорость размокания породы определяет степень ее устойчивости под водой. Глинистые породы размокают медленнее, чем песчаные. Наличие в породе гумуса и карбонатов замедляет размокание. Подвержены к быстрому размоканию лессы и лессовидные суглинки, солонцы, пылеватые грунты. Многие грунты перед размоканием предварительно набухают, после чего теряют сплошность, превращаясь в бесструктурную массу. Некоторые грунты при размокании растрескиваются и расслаиваются на отдельные чешуйки.
Плотные суглинки и четвертичные, а особенно древние глины, не размокающие в стоячей воде, разрушаются при длительном воздействии текучей воды, т.е. размываются. Размываемость пород со слабыми структурными связями обуславливается сопротивлением их размоканию.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.
Свойства, проявляющиеся в грунтах под влиянием приложения к ним внешних усилий и приводящие либо к изменению объема грунта, либо к нарушению его прочности и плотности, носят название механических. Они подразделяются на деформационные, прочностные и реологические.
studfiles.net
Пучинистость грунтов и фундамент
Глава из книги "Малозаглубленный ленточный фундамент"
Пучинистость грунтов, вызывания способностью грунта удерживать воду в своей структуре, является серьезным врагом ленточных фундаментов. Особенно критична неравномерная пучинистость подлежащих грунтов, приводящая к неравномерным нагрузкам на фундамент. Чаще всего неравномерная пучинистость грунтов может быть вызвана наличием разнородных подлежащих грунтов под малозаглубленным ленточным фундаментом. Также неравномерная пучинистость может быть вызвана неравномерным прогревом почвы от солнца, разницей в утеплении грунта (в том числе при неравномерном укрытии грунта рядом с домом снегом), наличием отапливаемых и неотапливаемых помещений на одном фундаменте. Кроме глинистых грунтов, к пучинистым грунтам относятся пылеватые и мелкие пески, а также крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, имеющие к началу сезона промерзания влажность выше определенного уровня.
Перечень пучинистых грунтов по ГОСТ 25100-95 приведен в таблице:
Таблица. Пучинистость грунтов.
|
Практически непучинистые грунты < 1% |
Твердые глинистые грунты, мало водонасыщенные гравелистые, крупные и средние пески, мелкие и пылеватые пески, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм. Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 % |
|
Слабопучинистые грунты <1-3,5 % |
Полутвердые глинистые грунты, средне водонасыщенные пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе |
|
Среднепучинистые грунты < 3,5-7 % |
Тугопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески. Крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе |
|
Сильнопучинистые и чрезмернопучинистые грунты > 7% |
Мягкопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески. |
Для обзора важнейших свойств грунтов и их пригодности для строительства мы предлагаем обратиться к сводной таблице:
Таблица. Характеристики грунтов (Таблица адаптирована из раздела R406.1 Международного строительного кода для жилых домов International Residential Code - 2006)
|
Валунный, галечниковый, щебенистый, гравийный, дресвяный. Песок гравелистый и крупный. |
Хорошие |
Незначительный |
Незначительный |
|
Илистый гравий, илистые пески |
Хорошие |
Средний |
Незначительный |
|
Глинистый гравий, песчано-глинистая гравийная смесь, глинистые пески |
Средние |
Средний |
Незначительный |
|
Пылеватый и мелкий песок, мелкий глинистый песок, неорганический ил, глинистый суглинок с умеренной пластичностью |
Средние |
Высокий |
Незначительный |
|
Низко- и средне пластичные глины, гравелистые глины, илистые глины, песчанистые глины, тощие глины |
Средние |
Средний |
От незначительного к среднему |
|
Пластичные и жирные глины |
Плохие |
Средний |
Высокий |
|
Неорганические илистые грунты, мелкие слюдянистые пески |
Плохие |
Высокий |
Высокий |
|
Органические непластичные илистые грунты, илистая тугопластичная глина |
Плохие |
Средние |
Средние |
|
Глина и илистая глина средней и высокой пластичности, пластичные илистые грунты, торф, сапропель. |
Неудовлетворительные |
Средние |
Высокие |
Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уровнем грунтовых вод (УГВ). Чем выше стоят грунтовые воды, тем больше будет расширяться грунт при замерзании. Способность удерживать и «подсасывать» воду из нижележащих слоев обеспечивается наличием в структуре грунта капилляр и подсосом ими воды. Грунт при расширении замерзающей водой (льдом) начинает увеличиваться в объеме. Происходит это из-за того, что вода увеличивается в объеме при замерзании на 9-12%. Поэтому, чем больше воды в грунте, тем он более пучинистый. Также выше пучинстость у грунтов с плохими дренажными характеристиками. При промерзании грунта сверху (от уровня земли или планировки) еще незамерзшая вода отжимается льдом в нижележащие слои грунта. Если дренажные свойства грунта недостаточные, то вода задерживается и быстро промерзает, вызывая дополнительное расширение грунта. На границе раздела положительных и отрицательных температур могут намораживаться линзы льда, вызывая дополнительных подъем грунта. Чем больше плотность грунта, тем меньше в нем капилляров и пустот (пор) где может задерживаться вода и, следовательно, меньше потенциал расширения при замерзании. Малозаглубленный ленточный фундамент по определению закладывается на глубины сезоннопромерзающего слоя грунта. При замерзании грунта и начале его движения на фундамент начинает действовать сила, вектор которой приложен перпендикулярно к подошве фундамента (при условии, что подошва лежит в горизонте). Под действием этой силы, приложение которой зачастую бывает неравномерным по длине фундамента, фундамент и само здание может подвергаться также неравномерным перемещениям. Кроме давления вверх, пучинистый грунт при замерзании может оказывать давление и по горизонтали, и по касательной к вертикальной плоскости ленты фундамента.
Сила морозного пучения зависит и от величины отрицательных температур и от продолжительности их действия. Максимальное морозное пучение грунта в России приходится на конец февраля –март. Если вы строите ленточный малозаглубленный фундамент на сильнопучинстом грунте, вам придется думать, как снизить воздействие не только касательных составляющих сил морозного пучения, но также и их горизонтальных составляющих. Примерзающий к фундаменту грунт способен не только обеспечить боковое сжатие фундамента, но и его защемление силами бокового сцепления и подъем, что может вызвать деформацию фундамента (особенно критично для сборных ленточных фундамент из блоков). Поэтому, если вы решаетесь строить малозаглубленный ленточный фундамент на сильно- или чрезмернопучинистом грунте, вам лучше выбрать в качестве фундамента жесткую монолитную железобетонную раму, а не сборный ленточный фундамент из блоков. К тому же придется повести ряд мероприятий по снижению силы трения между фундаментом и грунтом, и теплотехнические мероприятия для снижения сил морозного пучения.
Таблица. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м.
|
Москва |
1,35 |
1,64 |
1,76 |
2,00 |
|
|
Владимир |
1,44 |
1,75 |
1,87 |
2,12 |
|
|
Тверь |
1,37 |
1,67 |
1,79 |
2,03 |
|
|
Калуга, Тула |
1,34 |
1,63 |
1,75 |
1,98 |
|
|
Рязань |
1,41 |
1,72 |
1,84 |
2,09 |
|
|
Ярославль |
1,48 |
1,80 |
1,93 |
2,19 |
|
|
Вологда |
1,50 |
1,82 |
1,95 |
2,21 |
|
|
Нижний Новгород, Самара |
1,49 |
1,81 |
1,94 |
2,20 |
|
|
Санкт Петербург. Псков |
1,16 |
1,41 |
1,51 |
1,71 |
|
|
Новгород |
1,22 |
1,49 |
1,60 |
1,82 |
|
|
Ижевск, Казань, Ульяновск |
1,70 |
1,76 |
|||
|
Тобольск, Петропавловск |
2,10 |
2,20 |
|||
|
Уфа, Оренбург |
1,80 |
1,98 |
|||
|
Ростов-на- Дону, Астрахань |
0,8 |
0,88 |
|||
|
Пенза |
1,40 |
1,54 |
|||
|
Брянск, Орел |
1,00 |
1,10 |
|||
|
Екатеринбург |
1,80 |
1,98 |
|||
|
Липецк |
1,20 |
1,32 |
|||
|
Новосибирск |
2,20 |
2,42 |
|||
|
Омск |
2,00 |
2,20 |
|||
|
Сургут |
2,40 |
2,64 |
|||
|
Тюмень |
1,80 |
1,98 |
|||
Что можно сделать для уменьшения воздействия сил морозного пучения грунта на фундамент:
- Устроить хороший дренаж сезоннопромерзающего грунта вблизи фундамента.
- Обеспечить водоотведение ливневых и талых вод с помощью твердой или мягкой отмостки.
- Утеплить поверхность промерзающего грунта вблизи фундамента.
- Рассмотреть возможность засоления грунтов веществами, не вызывающими коррозии бетона и арматуры.
Самым простым и недорогим способом является горизонтальное утепление грунта вокруг здания (о котором мы поговорим подробно ниже) и вертикальное утепление ленточного фундамента. Кроме снижения теплопотерь дома (от 10 до 20%), утепление пенополистиролом подземной части фундамента играет еще и важную роль в снижении трения между грунтом и фундаментом при пучении и компенсации расширения грунта.
Важную роль в снижении пучинистости грунтов играет правильное дренирование. Для снижения сил морозного пучения требуется как можно сильнее обезводить грунт в непосредственной близости к малозаглубленному ленточному фундаменту. Для этого траншеи для ленточного фундамента выкладываются геотекстилем, после отливки фундамента и выполнения гидроизоляции и утепления фундамента, на дно укладываются дренажные трубы кольцевого дренажа вокруг всего дома, и засыпаются дренажной смесью из песка и керамзита, либо просто песком. Пристеночная дренажная мембрана также помогает отводить воду вглубь – к дренажным трубам. В особо тяжелых грунтовых условиях можно прибегнуть к полной или частичной замене грунта, подлежащего и прилегающего к малозаглубленному ленточному фундаменту.
В отечественной строительной литературе вообще не рассматривается роль крупных лиственных деревьев в подвижках пучинистых грунтов. Между тем лиственные деревья способны серьезно влиять на режим водонасыщения грунтов.
dom.dacha-dom.ru
