Грунты основания: Грунтовое основание полов — База знаний ТЕХНОНИКОЛЬ

Содержание

Грунтовое основание полов — База знаний ТЕХНОНИКОЛЬ

Грунтовым основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от всего здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Прочность и устойчивость любого здания зависит, прежде всего, от надежности основания.

От того, какое основание находится под фундаментом, зависит, насколько прочным и долговечным будет фундамент и впоследствии здание.


Виды грунтовых оснований

Грунтовые основания бывают:

  • естественными;
  • искусственными.
Естественные основания

Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием.

Искусственные основания

Искусственным основанием называют предварительно укрепленные различными способами слабые грунты (силикатизация, цементация, смолизация, битуминизация и др.).

В связи с существованием разных типов грунтовых оснований проектированию и строительству зданий и сооружений предшествуют инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания. Они заключаются в определении типов грунтов оснований, их прочности и деформативных характеристик, уровня грунтовых вод, их химического состава для установления степени агрессивности по отношению к материалу фундаментов.


Критерии, определяющие характеристики основания

Критериями качества основания служат:

  • несущая способность основания;
  • плотность и равномерность геологического строения, обеспечивающие допустимые деформации основания и нормативную величину его осадки под зданием;
  • устойчивость к воздействию грунтовых вод;
  • неподверженность «пучению» – увеличению в объеме при замерзации воды в порах и прослойках грунта;
  • неподверженность грунтов основания оползням.


Виды грунтов

Грунты представляют собой горные породы минеральных частиц зернистой и чешуйчатой структуры, пространство между которыми образуют поры.

Различают следующие виды грунтов:

  • скальные;
  • крупнообломочные;
  • песчаные;
  • глинистые;
  • насыпные.
Скальные грунты

Скальные грунты залегают сплошными массивами и являются наиболее прочным естественным основанием. Однако они залегают на значительной глубине под слоями нескольких пород и поэтому редко служат непосредственным основанием фундаментов жилых и сельскохозяйственных зданий. К скальным грунтам относят граниты, кварциты, известняки и им подобные.

Крупнообломочные грунты

Крупнообломочные грунты содержат более 50% по весу кристаллических или осадочных пород крупностью частиц более 2 мм. В структуре этого вида грунтов щебень, галька, гравий находятся в связном состоянии.

Крупнообломочные грунты мало-сжимаемы, дают небольшие и, как правило, равномерные осадки и не пучинисты. По своим природным качествам они служат хорошим основанием.

Песчаные грунты

Песчаные грунты содержат менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм, сыпучие и в сухом состоянии не обладают свойством пластичности.

Пески в зависимости от размеров зерен могут быть:

  • крупные;
  • средние;
  • мелкие;
  • пылеватые.

С увеличением содержания пылеватых и глинистых частиц прочность песчаного грунта уменьшается. Равномерно залегаемые пески значительной мощности представляют хорошее основание – не пучинистое и обладающее быстро прекращающимися равномерными осадками.

Глинистые грунты

Глинистые грунты состоят из мелких чешуйчатых связанных между собой частиц. Они различаются по количеству глинистых частиц:

  • суглинки содержат глинистых частиц от 10 до 30%;
  • супеси – от 3 до 10%.

Следовательно, глинистые грунты, содержащие глинистых частиц меньше 30%, относятся к суглинкам или супесям и, по существу, являются промежуточными видами между песком и глиной. При замерзании влажные глинистые грунты вспучиваются, а при оттаивании дают просадку. В результате подъема пучинистых грунтов зимой и опускания весной в здании появляются трещины и нередко создается опасность дальнейшей эксплуатации строения.

Насыпные грунты

Насыпные грунты состоят из разнообразных пород, а часто и из бытовых отходов.

Они не однородны по составу и структуре, обладают большими и неравномерными осадками, вследствие чего пригодность их в качестве оснований ограничена.

Таким образом, грунт, который служит основанием для фундамента, должен иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, трудно размываться, не подвергаться выветриванию, обладать достаточной мощностью.


Грунты и основания

← Вернуться к списку статей

Грунты обладают различными свойствами, которые оказывают значительное влияние на выбор типа фундамента. Важнейшие из них это несущая способность и степень пучинистости.

Основание — это часть грунта, на которую опирается фундамент здания.

Виды грунтов

Какие бывают грунты?

Свойства грунтов

Пористостью грунта называется отношение объема минеральной части грунта к объему пор. Чем больше показатель e, тем более рыхлый грунт. Механические показатели грунта снижаются с увеличением e. Слои грунта, лежащие на большей глубине имеют большую плотность и меньшую пористость.

Глинистые грунты, такие как глина, супесь и суглинки с увеличением влажности грунта переходят в пластичное состояние. Это происходит при достижении определенного значения влажности WP, после которого грунт начинает раскатываться. При дальнейшем увеличении влажности свыше значения WL, грунт становится текучим. Величина, определяющая степень пластичности называется показателем текучести JL. Показатель текучести — это характеристика влажности глинистого грунта. При J

L ≤ 0 — грунт сухой и твердый; при 0 < JL < 1.0 грунт пластичный, а при JL ≥ 1 — грунт текучий.

Пористость грунта и показатель пластичности являются важнейшими показателями при определении несущей способности грунта. Согласно СНиП Основания зданий и сооружений расчетные сопротивления грунтов определяются как:

Расчетные сопротивления глинистых грунтов
Пылевато-глинистые грунтыПористостьРасчетное сопротивление, кг/см²
Твердый грунт
JL = 0		Пластичный грунт
JL = 1
глины0,56,04,0
0,65,03,0
0,83,02,0
1,1
2,5		1,0
суглинки0,53,02,5
0,72,51,8
1,02,01,0
супесь0,53,03,0
0,72,52,0
Расчетные сопротивления песчаных грунтов
ПескиРасчетное сопротивление, кг/см²
плотныесредней плотности
крупные6,05,0
средней крупности5,04,0
мелкиемаловлажные4,03,0
влажные и насыщенные3,02,0
пылеватыемаловлажные3,02,5
пылеватые влажные2,01,5
пылеватые насыщенные1,51,0

Выводы из таблиц:

  • чем крупнее фракция песка, тем большую несущую способность он имеет;
  • почти все грунты снижают свою несущую способность при увеличении влажности, причем некоторые в 2,5 раза, однако это зависимость сильнее всего проявляется у глины и уменьшается с увеличением доли и размеров частиц песка;
  • уплотненные грунты выносливее чем неуплотненные. Сильнее всего эта зависимость проявляется у глин, где уплотненный грунт почти в 2,5 раза более выносливый чем неуплотненный.

Уровень грунтовых вод

Обычно вода находится в земле на определенном стабильном (хотя и изменяемом в течение года) уровне грунтовых вод (часто его сокращают как УГВ). Ниже уровня грунтовых вод земля погружена под воду, однако влага может подниматься и выше за счет капиллярного эффекта. Чем меньше размер частиц грунта, тем выше может подняться влага.

Как видно из таблиц в предыдущем разделе, повышение влажности грунта снижает его несущую способность. Однако увлажнение грунта обладает еще одним отрицательным эффектом. Этот эффект — пучинистость. Влажный грунт становиться пучинистым, и чем больше воды он содержит, тем более проявляются пучинистые свойства.

Высота подъема капиллярной влаги
Грунтпылеватый песоксупесьсуглинокглина
Максимальный уровень подъема капиллярной влаги, м0,5 — 1
1,0 — 1,5		4,0 — 5,0до 12 (!!!)
Определение степени пучинистости грунта
ГрунтРастояние от УГВ до границы промерзания, менее
пылеватый песоксупесьсуглинокглина
среднепучинистый грунт0,51,01,52,0
сильно пучинистый грунт—0,51,01,5

Морозное пучение грунта

Морозное пучение – явление, которое происходит с влажным грунтом при замерзании. Движущей силой морозного пучения является силы давления, возникающие при образовании льда во влажном грунте. Поэтому морозное пучение наиболее свойственно грунтам, которые могут удерживать воду. А эта способность возрастает с уменьшением размера частиц.

Карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов

Глубина, на которую промерзает грунт зависит от географического местоположения места строительства и индивидуальных свойств грунта. Однако существует усредненная карта промерзания грунта, по которой можно определить приблизительную глубину промерзания. Карта предназначена для определения глубины промерзания суглинистых грунтов и является наихудшим случаем. Часто глубина промерзания на самом деле является значительно меньшей.

Наиболее пучинистые грунты расширяются при пучении на величину до 10%. Что при глубине промерзания 150 см означает подъем грунта на 15 см.

Для фундамента пучение грозит следующими проблемами:

  • если фундамент расположен выше глубины промерзания, то на него действует сила, которая стремиться его поднять.
    Наибольшая опасность при этом возникает, если грунт неоднородный и на разные части фундамента действуют разные силы. При этом появляется опасность развития вертикальных трещин.
  • во всех случаях на фундамент действуют горизонтальные силы сдавливания. При этом ленточный фундамент подвергается опасности быть вдавленным внутрь.

Столбчатый фундамент грунт стремиться обхватить и вытолкнуть вверх, даже если подошва столба находится ниже линии промерзания. Таким образом, если фундаментный столб имеет хорошее сцепление с грунтом и слабо нагружен (например, столбы забора или ненагруженный фундамент, оставшийся на зимовку), то грунт выдавливает его на поверхность (за сезон на несколько сантиметров). Кстати, аналогичный процесс приводит к всплытию валунов на поверхность земли.

Запрос на встречу

Типы грунта, используемого для строительства