Грунты основания: Грунты — основание фундаментов

Содержание

Грунты — основание фундаментов

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Основные понятия и определения грунтов (оснований фундаментов)

Грунтами называют расположенные в поверхностных слоях Земли любые горные породы, а также твердые отходы хозяйственной деятельности человека, которые используют в качестве основы, среды и материала при возведении зданий и инженерных сооружений.

Любое здание или сооружение передает действующие на них нагрузки, а также собственный вес, на основание. Основанием называют грунты, расположенные ниже подошвы фундамента и в стороны от него, которые воспринимают все нагрузки, передающие фундаментом от надземной части здания или сооружения. В результате полученных нагрузок в основании возникают деформации. Если ожидаемые деформации основания безопасные для здания или сооружения, то их возводят на грунте в его естественном залегании, такие основания называют естественными. Если же грунты в естественном залегании непригодны для восприятия нагрузок от здания или сооружения — их предварительно искусственно улучшают или заменяют более прочными.

Такие основания называют искусственными. Если основания состоит из одного слоя грунтов, то их называют однородными,если из нескольких слоев — неоднородными.

Располагать здания или сооружения непосредственно на поверхности земли (на дневной поверхности) можно в редких случаях. Этому препятствуют особенности верхних грунтов: их малая несущая способность; возможность вертикального перемещения под действием метеорологических факторов (пучения при промерзании, проседание при оттаивании, набухания при увлажнении, усадка и т.д.) возможность разрушения выветривания, разрушение корнями растений и тому подобное. Из указанных причин становится ясно, что необходимо устройство фундамента подземной части здания или сооружения (см. рисунок).

Фундамент проектируют с учетом его совместной работы с основанием, при этом необходимо учитывать, чтобы возможные деформации основания не превышали предельных значений, при которых может возникнуть опасность для устойчивости, возведенной на нем конструкции здания (сооружения).

Рис.1. Схема фундамента и основания

Фундамент 1, как правило, располагают ниже дневной поверхности земли 2. Верхнюю плоскость, между надземной частью здания или сооружения 3 и фундаментом, называют уступом 4, а нижнюю, опорную плоскость фундамента — подошвой 5. Слой грунта, на который непосредственно опирается фундамент, называют несущим слоем 6, а ниже расположены слои — подстилающие 7. Размер по вертикали от уступа к подошве составляет высоту фундамента hf, а от планировочной отметки поверхности земли до подошвы — глубину заложения фундамента d. Как правило, высота фундамента большая глубины его заложения, поскольку уступ фундамента располагают выше планировочной отметки поверхности земли у основания.

Обследование состояния грунтов основания зданий и сооружений

Обследование состояния грунтов основания зданий и сооружений

Обследование состояния грунтов оснований зданий и сооружений выполняются для оценки возможных негативных последствий от реконструкции существующего здания, а также от воздействия на него нового строительства (реконструкции, расширения) на прилегающих территориях и, при необходимости, получение данных для разработки мероприятий, по обеспечению эксплуатационной надежности существующей застройки.

Обследование грунтов оснований существующих зданий необходимо производить, когда в прилегающей к ним зоне производятся следующие виды работ (или возможны какие-то негативные воздействия):

  • проходка котлованов и траншей, прокладка подземных коммуникаций, пешеходных и транспортных тоннелей ниже глубины заложения существующих фундаментов, особенно с применением водопонижения и без крепления стенок котлованов и траншей;
  • строительство новых зданий, вызывающих дополнительные напряжения, перераспределение напряжений и перемещения грунта в активной зоне фундаментов существующих зданий;
  • работы по устройству стен в грунте, забивка шпунта или свай вблизи существующих зданий с передачей на их основание динамических нагрузок;
  • динамические воздействия от авто- и железнодорожного транспорта, линий метрополитена, оборудования, устанавливаемого на сооружениях и промышленных установках, расположенных вблизи существующих зданий.
Основные задачи обследования

При обследовании необходимо определять изменения инженерно-геологических условий за период строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений, включая изменения рельефа, геологического строения, гидрогеологических условий, состава, состояния и свойств грунтов, активности инженерно-геологических процессов, с целью получения данных для решения основных задач:

  • возможности надстройки, реконструкции зданий и сооружений с увеличением временных и постоянных нагрузок на фундаменты;
  • установления причин деформаций и разработки мер для предотвращения их дальнейшего развития, а также восстановления условий нормальной эксплуатации зданий и сооружений;
  • определения состояния грунтов основания, возможности и условий достройки зданий и сооружений после длительной консервации их строительства;
  • определения состояния мест примыкания зданий-пристроек к существующим и разработки мер по обеспечению их устойчивости;
  • выяснения причин затапливания и подтапливания подвалов и других подземных сооружений.

При наличии материалов изысканий прошлых лет их использование возможно с учетом п. 5.2 СП 11-105-97, часть I. В случаях, когда материалы отсутствуют или при анализе оцениваются как недостаточные, сомнительные, устаревшие, обследование следует выполнять в составе и в объемах, обоснованных в программе изысканий.

Обследование состояния грунтов оснований зданий и сооружений (в том числе плотин) осуществляется на основе стационарных наблюдений за геофизическими параметрами среды (скоростью упругих волн, электрическим сопротивлением, температурой и др.), изменение которых позволяет судить об осадке оснований, фильтрации и других процессах. С этой целью выполняются повторные систематические наблюдения на одной и той же базе, путем размещения приемной части аппаратурного комплекса в основании сооружения.

При обследовании оснований зданий и сооружений может выполняться определение глубины заложения фундаментов и оценки их состояния.

Укрепление грунтов основания | ПРАЙМ

Укрепление грунтов – методы и результаты

При необходимости увеличения прочности и снижения деформативности грунтов в основаниях существующих и эксплуатируемых объектов нового строительства и реконструкции, а также при проведении реконструкции объекта и соответствующем увеличении нагрузок на фундаменты и соответственно на основание, производится усиление грунтов  – для улучшения их физико-механических характеристик.

При этом подобное изменение происходит как в результате увеличения сцепления частиц грунта между собой, так и вследствие принудительного изменения структуры грунта и повышения его плотности посредством механического уплотнения.

Существует немало способов закрепления оснований зданий и сооружений. Для этого в грунтовое основание под давлением нагнетаются различные виды вяжущих материалов в жидком, пастообразном состоянии, в виде порошка; на массив может оказываться воздействие электротоком, он будет подвергаться охлаждению или нагреву; грунт уплотняется, выполняются сваи и устраивается шпунтовое ограждение.

Определение конкретного способа укрепления грунтов основания производится на основе анализа состава, структуры и влажности грунта, изучения конструктивных особенностей фундамента и всего здания в целом, а также причин, вызвавших необходимость усиления.


В каких случаях необходимо укрепление грунтов

Улучшение физико-механических показателей грунтовых оснований – мероприятие сложное и весьма дорогостоящее. Поэтому усиление грунтов выполняется в тех случаях, когда необходимо решать следующие задачи:

  • усиления конструкций фундаментов под существующими зданиями и сооружениями, в т.ч. при проведении их реконструкции;
  • возведения объектов промышленного и гражданского назначения в условиях просадочных грунтов;
  • восприятия новых статических и динамических нагрузок от строящихся и построенных рядом сооружений;
  • устранения просадочности грунтовых оснований в случае их замачивания грунтовыми или поверхностными водами как природного, так и техногенного характера;
  • устройства сухих котлованов в водонасыщенных грунтах;
  • защиты конструкций фундаментов от воздействия вод природного и техногенного характера с повышенной агрессивностью по отношению к бетону;
  • увеличения прочностных характеристик свай и опор большого диаметра.

При соответствующем технико-экономическом обосновании, доказывающем эффективность предложенных мероприятий, технологии закрепления основания могут использоваться и в других случаях.

Необходимость усиления грунтов определяется проектной или эксплуатирующей организацией в каждом конкретном случае:

  • при новом строительстве по результатам анализа материалов инженерно-геологических изысканий, в которых можно обнаружить грунты, обладающие недостаточной прочностью или их перенасыщенные грунтовыми водами;
  • при реконструкции и капитальном ремонте уже построенных и эксплуатируемых зданий, когда в ходе подготовки проекта при обследовании и оценке технического состояния объекта в надземной и подземной частях выявляются деформации всего сооружения или его отдельных конструкций.

В этих случаях проектная организация рассчитывает характеристики основания, необходимые для восприятия фактических нагрузок от здания или сооружения, а субподрядная организация, специализирующаяся на работах по закреплению грунтов, разрабатывает проект производства работ, результатом реализации которого будет создание грунтового основания с требуемыми физико-механическими показателями.

Как закрепляют грунтовое основание

Существует много возможностей, реализация которых позволит повысить прочность и снизить водопроницаемость грунтовых оснований, однако чаще всего используются следующие виды:

Закрепление с использованием этих технологий не мешает нормальной эксплуатации здания, где производятся работы, но его выполнение позволяет повысить прочностные характеристики грунтов до величины, требуемой реальными геологическими условиями или возросшей нагрузкой.

В зависимости от фактического состояния грунтов закрепление оснований зданий и сооружений может производиться с использованием различных методов, в частности:

при укреплении грунтов основания физико-химическими методами используются технологии:
  • цементации, которая максимально эффективна при закреплении крупнообломочных скальных пород, песка, галечников, а также для ликвидации каверн, образовавшихся в грунте карстовыми явлениями. Для достижения грунтом необходимых показателей в него нагнетается раствор на цементной основе. Заполнение пустот в грунтовом массиве происходит под давлением, которое создает насос, прокачивая раствор через перфорированные трубы. После его твердения, грунтовый массив повышает прочность и резко уменьшает водопроницаемость. На долговечности грунта, обработанного таким методом, сказываются грунтовые воды, в частности их скорость течения;
  • струйной цементации, технология которой предполагает перемешивание под высоким давлением частиц грунта с раствором на цементной основе, закачанным в закрепляемый массив;
  • глинизации, благодаря которой трещиноватые скальные породы приобретают высокую водонепроницаемость. Для реализации этого в грунт под давлением закачивается водно-глинистая суспензия, которая проходя сквозь отверстия в опущенной в заранее пробуренную скважину перфорированной трубе, заполняет пустоты между частицами и поры, благодаря чему исключается возможность проникновения воды в грунтовый массив;
  • битумизации, которая используется в грунтах, где из-за высокой скорости течения грунтовых вод использовать стандартный метод цементации невозможно. Метод имеет две разновидности: горячей битумизации (эффективной в гравелистых и трещиноватых грунтах) и холодной битумизации (применимый в песчаных грунтах). В первом случае используется горячий битум, а во втором – мастики на битумной основе.

химическое укрепление грунтов основания также выполняется несколькими способами, среди которых:
  • силикатизация – может быть двухрастворной : когда в песчаные грунты с невысоким коэффициентом фильтрации при помощи компрессора, создающего необходимое давление, через перфорированные трубы поочередно поступают растворы хлористого кальция и жидкого стекла (силиката натрия). Эти химикаты при попадании в грунт образуют гели кремневой кислоты, которые позволяют грунтам повысить прочность до 6 МПа и свети к минимуму водопроницаемость. При необходимости закрепления массивов, состоящих из песчаных и просадочных грунтов, обладающих невысоким коэффициентом фильтрации, применяют метод однорастворной силикатизации, где для закрепления используются двух-, трехкомпонентные составы на основе жидкого стекла;
  • электросиликатизация – сферой применения является закрепление грунтовых массивов, состоящих из мелкозернистых песков и супесей повышенной влажности, с низким коэффициентом фильтрации. При реализации этого метода на грунты, обработанные силикатными составами, воздействует постоянный электрический ток;
  • газовая силикатизация – когда для отверждения жидкого стекла применяется углекислый газ. Такая технология укрепления грунтов используется при необходимости повышения прочностных характеристик грунтов с большим количеством органических примесей, а также песчаных и лессовых грунтов, с низким коэффициентом фильтрации. Этот способ позволяет получить быстрый результат, увеличивая прочность закрепленных грунтов до величины 2 МПа;
  • смолизация –  в ходе нее производится корректировка характеристик песчаных и лессовых грунтов со средним коэффициентом фильтрации введением в них водных растворов полимерных смол. Управление процессом твердения производится посредством регулирования количества отвердителя. После смолизации прочность грунтов достигает значения 5 МПа, а кроме этого, они приобретают повышенную стойкость к воздействию влаги.

термическое закрепление грунтов:
  • используется в ситуации, когда требуется повысить несущую способность маловлажных глинистых грунтов, устранения у лессовых грунтов свойств просадочности и пучинистости, для фиксации откосов траншей, котлованов и грунтовых насыпей.

Для усиления грунтов основания посредством термического закрепления бурится скважина необходимой глубины и требуемого диаметра. В ее устье или глубине сжигается жидкое (дизтопливо, мазут, сжиженный газ), твердое (уголь) или газообразное топливо. Чтобы добиться повышенной эффективности процесса, в скважину под давлением от 15 до 50 кПа подается избыточное количество воздуха. Под воздействием огня непосредственно в скважине и от горячих газов, проходящих через поры в массиве грунта, происходит спекание отдельных частиц. Благодаря этому прочность на одноосное сжатие термообработанного грунта может достигнуть величины 1 кПа.

Если глубина скважины не позволяет обработать ее целиком, то первоначально термическому воздействию подвергается верхняя часть, поскольку это позволит создать участок, на котором происходит образование факела обжига, а далее обжиг производится по захваткам. Максимальная глубина усиления грунтов основания таким способом составляет 20 м, а расстояние между скважинами определяется в зависимости от конструкции фундаментов. Температура обжига зависит от цели термического воздействия и колеблется от 300°С при закреплении откосов и до 900°С при устройстве термогрунтовых свай, а его продолжительность варьируется от 5 до 10 суток. В состав нагревательной установка, с помощью которой производится термическое закрепление грунта входит возхдуходувка — генератор сжатого воздуха или компрессор с трехполостной форсункой, одна полость которой управляет расходом топлива, другая подмешивает к топливу воздух для образования факела, а третья охлаждает воздухом корпус.

Другим видом термического укрепления грунтов является их искусственное замораживание, которое позволяет на некоторое время закрепить слабые водонасыщенные грунты. Эта технология предполагает подачу хладагента в систему скважин, расположенных с расчетным шагом по участку, с последующим созданием высокопрочного и водонепроницаемого массива ледогрунта. В качестве хладагента может использоваться охлажденный до температуры -25ºС раствор кальция или натрия высокой концентрации (рассольный способ замораживания грунтов) или жидкий азот, испаряющийся при температуре – 196ºС (метод замораживания грунтов сжиженным газом).

механические методы усиления грунтов основания предполагают уплотнение грунтов различными способами, в частности:
  • поверхностным уплотнением, которое выполняется при помощи виброкатков, трамбовок, специальной грунтоуплотняющей техники. Подобные методы в большинстве своем позволяют уплотнить грунтовый слой толщиной 1,5 – 2,0 м, а использование тяжелой техники – до 10 м.
  • устройством грунтовых и песчаных свай в просадочных грунтах. Для этого в грунтовый массив в шахматном порядке погружаются стальные трубы, грунт, находящийся внутри них заменяется песком, каждый слой которого при засыпке подвергается уплотнению. После этого трубы извлекаются.
  • виброуплотнением, когда повышение плотности песчаных водонасыщенных грунтов происходит за счет погружения в них специальных грунтовых вибраторов.
  • предварительным замачиванием массива, в котором преобладают просадочные грунты, что дает возможность заранее избавиться от этих особых свойств.

использование конструктивных элементов здания в целях усиления грунтов основания, которые используются при соответствующем технико-экономическом обосновании. К ним можно отнести:
  • грунтовые подушки, в ходе устройства которых слабые грунты заменяются на малосжимаемые – песок, щебень, песчано-щебеночная смесь;
  • шпунтовое ограждение, препятствующее выпиранию грунта из-под фундамента при откопке глубоких котлованов рядом с существующим зданием. Стальной шпунт погружается на необходимую глубину с тем, чтобы войти в плотные слои грунта, пройдя через малопрочные;
  • противофильтрационные завесы, выполняемые посредство закачивания суспензии, приготовленной на основе бентонитовых глин в скважины, предварительно пробуренные по периметру защищаемого котлована. В результате, после твердения раствора, образуется водонепроницаемый экран.

укрепление грунтов при помощи геополимеров — современные технологии, позволяющие повысить прочность грунтового основания, к которым относятся:
  • метод инъекционного укрепления грунтов геополимерами, позволяющий повысить прочностные показатели грунтов, расположенных под зданием, связывая между собой их частицы. При этом эксплуатация объекта продолжается своим чередом, поскольку метод не требует установки тяжелого и объемного оборудования, разборки конструктивных элементов здания. На подготовительном этапе выполняется динамическое зондирование грунтов, на основании которого определяется их состояние и принимается решение о количестве, расположении и глубине инъекционных скважин. После этого в намеченных точках рядом с фундаментами здания, требующими усиления, пробуриваются шпуры диаметром около 12 мм, куда вставляются и закрепляются инъекционные пакеры – пластиковые или металлические устройства с обратным клапаном, через которые под давлением подается геополимер. Расширяясь он заполняет пустоты и увеличивает плотность грунта до определенного уровня, по мере достижения которого геополимер своим твердением создает направленное вверх давление, позволяющее устранить просадку фундаментов. При помощи инъекционного укрепления грунтов с использованием геополимеров стабилизация грунтов займет намного меньше времени, чем применение традиционных методов. А еще этот способ не зависит от климатических условий при производстве работ и может использоваться для большинства видов грунтов. Кроме этого геополимерные составы экологически чисты и обладают отличными гидроизоляционными показателями. Использование геополимеров при инъекционном укреплении грунтов позволяет варьировать технологии в зависимости от задач, которые необходимо решать. Так для возвращения в проектное положение просевшего фундамента целесообразно использовать глубокопочвенное инъектирование, а выровнять плиту пола можно при помощи метода стабилизации основания. При необходимости стабилизации положения фундамента, расположенного на грунтах с низкой несущей способностью и их усиления используется технология геополимерных колонн. Применение способов инъекционного укрепления грунтов с использованием геополимеров позволяет в несколько раз снизить продолжительность работ по сравнению с традиционными методами при одинаковых результатах;
  • устройство геополимерных колонн – способ, при котором в пробуренные под просевшим фундаментом скважины на глубину до 6 м погружается пакер, который располагается внутри емкости из кевлара – высокопрочного полимерного волокна. После достижения проектной отметки в емкость под давлением подается геополимер – высокопрочный композитный материал на основе природных минералов и полимерных составов, который при твердении расширяется, уплотняя окружающий его грунт. При этом 90% прочности он набирает за 15 минут;
  • устройство стены по периметру фундамента, для чего необходимо его полностью отрыть.

Однако инъекционное укрепление грунтов производится не только с использованием геополимеров: физико-химические и химические методы также выполняются посредством инъектирования минеральных и полимерных составов в грунтовый массив, поэтому важно понимать основные принципы этих технологий, а также знать номенклатуру оснастки и оборудования, необходимых при выполнении работ такого вида.

Преимущества технологии инъектирования грунтов

Среди различных методов укрепления грунтов фундаментов технология инъектирования с использованием геополимеров становится приоритетной благодаря своим преимуществам, к которым можно отнести:

  • возможность производства работ в стесненных условиях;
  • возможность локализации зоны производства работ;
  • отсутствие необходимости выполнения работ по выемке грунтов;
  • возможность выполнения усиления без нарушения режима эксплуатации здания;
  • независимость работ от климатических условий;
  • отсутствие факторов, загрязняющих окружающую среду, низкий уровень вибрации и шума;
  • высокие прочностные показатели и долговечность полученного основания;
  • экологическая чистота используемых при инъектировании материалов;
  • минимальное количество образующихся отходов.

Эта технология способна создать основание нормальной прочности вместо замоченных и просевших грунтов под существующим зданием.


Основные принципы технологии инъектирования грунтов

При использовании химических и физико-химических методов укрепления грунтов работы могут выполняться по одной из трех схем:

  • инъектирование грунтов с поверхности земли. При этом узел приготовления растворов может либо перемещаться по мере движения фронта работ, либо оставаться в первоначальной точке, подавая инъекционный раствор к месту закрепления по системе труб;
  • закрепление грунтов из забоя с закреплением и проходкой, выполняемыми поочередно, при расположении бурильного и инъекционного оборудования в подземной выработке;
  • закрепление грунтов из забоя, при расположении в подземной выработке бурового оборудования и на поверхности земли смесительного и насосного.

При использовании такой технологии необходимо обеспечивать ритмичное расположение инъекционных скважин, которые должны располагаться таким образом, чтобы создать сплошное усиление грунтов основания объекта и оконтурить его. Расстояние между ними рассчитывается с учетом характеристик грунта и показателей инъекционного раствора. Диаметры скважин определяются исходя из технических характеристик бурильных станков и машин. Для погружения в грунт перфорированных труб – инъекторов может использоваться как забивка или задавливание, так и погружение в предварительно пробуренную скважину. В этом случае метод зависит от показателей грунта, глубины инъектирования, характеристик бурильных машин и наличия окружающей застройки.

По-другому реализуется технология укрепления грунтов фундаментов инъектированием с использованием геополимеров. Этот метод чаще всего применяется для восстановления прочностных характеристик грунтов, расположенных под существующим зданием, находящимся в недопустимом состоянии из-за просадки фундаментов. В этом случае рядом с существующими фундаментами пробуриваются шпуры диаметром 12 – 16 мм, низ которых должен располагаться глубже отметки подошвы фундамента.

В шпуры опускаются трубки, верх которых закрывается полимерными или металлическими пакерами, через которые геополимер под давлением, создаваемым насосами, подается в грунт. Для исключения возможности пролива состава на поверхность, в пакерах имеется обратный клапан. Подача состава производится порциями, каждая из которых заполняет поры грунта на своем уровне и затвердевая, повышает давление в основании.

Через определенное время последние порции твердеющего геополимера, расширяясь, смогут подпереть просевший фундамент и возвратить его в проектное положение. Таким способом можно выполнить укрепление грунтов фундамента и поднять его на величину до 20 см.


Материалы и оборудование, необходимые для инъектирования грунтов

Материалы, необходимые для инъектирования грунтовых оснований с целью повышения их прочностных характеристик и восстановления первоначальных физико-механических показателей, подбираются индивидуально, в зависимости от многих факторов – состава и состояния грунта, глубины и диаметра скважин и шпуров, вида насосного оборудования и растворных станций. Наряду с традиционными растворами, состав которых описан неоднократно, укрепление грунтов фундаментов производится с использованием современных полимерных материалов:

  • полиуретановых смол низкой вязкости, способных заполнять поры и трещины любых размеров, образующих при реакции с водой плотную водонепроницаемую полужесткую пену с закрытой мелкопористой структурой, объем которой в 40 раз больше исходного;
  • акрилатных гелей, обладающих очень низкой вязкостью и минимальным временем гелеобразования. При взаимодействии с водой гель в 1,5 раза увеличивается в объеме, заполняя поры и трещины грунта;
  • на основе тонкодисперсных микроцементов, которые благодаря микроскопическому размеру частиц свободно проникают в трещины и поры грунтов, повышая их прочность, водонепроницаемость и долговечность.

Это не исчерпывающий перечень, поскольку новые материалы, повышающие характеристики грунтовых оснований, появляются на рынке регулярно.


При разработке проекта производства работ по укреплению грунтовых оснований важен рациональный выбор оборудования, поскольку от этого во многом зависит экономичность предложенного способа увеличения несущей способности основания.

Основным видом оборудования, от которого зависит качество работ по усилению грунтов способом инъектирования, являются насосы. В этих целях используются:

  • поршневые насосы, небольшие, простые в устройстве и ремонтопригодные. Могут использоваться для работы с составами, обладающими высокой вязкостью – минеральными, полимерными, на основе микроцементов;
  • мембранные насосы, используемые при необходимости равномерного нагнетания составов средней или низкой вязкости;
  • пневматические насосы высокой производительности, работающие от компрессора и предназначенные для равномерной подачи полимерных и минеральных составов.


Подача растворов на основе цемента в скважину производится при помощи инъектора, который для закрепления грунтов на глубину до 5м погружается при помощи отбойного молотка, состоящего из следующих элементов:

  • наконечника – перфорированной трубы с острым наконечником;
  • штанг – отрезков трубы диаметром от 25 до 74 мм, длиной до 1,5 м, которые наращиваются по мере погружения инъектора;
  • оголовка — стакана, способного воспринять ударные нагрузки при погружении инъектора в грунт.


Важным элементом технологии усиления грунтов основания методом инъектирования является пластиковый или металлический пакер  – устройство, через которое в перфорированную трубку подаются составы для инъектирования. С целью исключения возможности аварийного выброса инъектирующего раствора, пакер оборудуется обратным клапаном. Номенклатура оборудования, необходимого для работы станции приготовления раствора, определяется в зависимости от рецептуры инъектирующей смеси и особенностей технологии производства работ.

Почему именно «Прайм»?

Если у строительно-монтажных компаний, ведущих работы на территории Москвы и Московской области, возникает необходимость в усилении грунтов на земельном участке, отведенном под новое строительство, под фундаментами здания, подлежащего реконструкции или просевшего из-за изменившихся грунтовых условий, многие генподрядные организации обращаются к нам – в ООО «Прайм».

Это обусловлено:

  • семилетним периодом нашей деятельности, в течение которого не было получено ни одной обоснованной рекламации;
  • имеющимся у нас опытом работ по этому профилю;
  • штатом специалистов, знающих особенности технологии инъектирования грунтов различными современными материалами;
  • наличием специальной техники и оборудования.


Регулярное повышение квалификации сотрудников нашей компании позволяет ООО «Прайм» быть в курсе новых разработок в строительной сфере и в короткие сроки осваивать передовые технологии. Все это обеспечивает выполнение усиление грунтов в сжатые сроки и с высоким качеством, а также дает результат, предусмотренный проектными материалами.

Строительные грунты, основания, водоудаление — Как сделать ремонт квартиры самостоятельно?

Строительные грунты

Строительные грунты — это естественным образом образовавшиеся грунты, на которых возводятся строительные сооружения. Грунты различают по их материальному составу на органические и неорганические грунты (рис. 1).

Рис. 1. Грунты

При возведении сооружений необходимо учитывать несущую способность грунтов. Из-за своего различного поведения под нагрузкой строительные грунты различают как строительные грунты по DIN 1054 по видам грунтов на растительные грунты, скальные грунты и насыпные грунты (рис. 2). Так как строительный грунт часто ‘состоит из связанных или несвязанных грунтов, то несущая способность их должна учитываться при насыщении их влагой.

Рис. 2. Виды грунтов

Несвязанные грунты состоят из зерен различной величины, которые касаются друг друга. Несвязанные грунты не удерживают воду, и наличие воды практически не влияет на трение между зернами (рис. 3). Так как такие грунты не размягчаются, то их несущая способность не зависит от влагосодержания, а только от их плотности.

Рис. 3. Несвязанные и связанные грунты

Связанные грунты состоят из суглинка и глины с пластинчатым строением (глиняные лепестки). Вследствие строения поверхности глиняных лепесточков связанные грунты могут набирать воду и удерживать ее. Водовосприятие размягчает поверхность глиняных пластинок, что уменьшает трение между пластинками. При этом изменяется консистенция грунта и уменьшается его несущая способность. При уменьшающемся содержании влаги несущая способность таких грунтов, соответственно, увеличивается (см. рис. 3).

Строительный котлован, укрепление котлованов
Строительный котлован

Фундаменты и подвальные помещения лежат ниже уровня земли. Поэтому грунт под зданием должен быть вынут и должен быть образован строительный котлован. Если требуются точные сведения о строении и последовательности слоев грунта, то необходимо провести исследования фунтов, такие, как бурение скважин, зондаж или устройство шурфов (рис. 4).

Рис. 4. Шурфовая выемка (с уклонами)

В соответствии с видом строительных грунтов принимается решение о типе фундаментов и видах используемых строительных машин. Кроме того, необходимо проверить, не проходят ли под участком трубопроводы водо- или газоснабжения, канализационные коллекторы, электрические и телефонные кабели. После этого необходимо произвести геодезическую съемку площадки и срезку верхнего слоя грунта на месте строительства сооружения и в местах подготовительных работ и складирования. Верхним (материнским) слоем грунта называют самый верхний слой живого грунта. Он особенно богат живыми организмами и содержит гумус или глину. Этот слой может быть толщиной до 40 см. Верхний слой грунта должен по возможности складироваться на строительной площадке, так как он позже должен быть снова использован для покрытия и благоустройства площадки.

Выемка грунта из котлована производится почти исключительно с помощью погрузчиков и экскаваторов. Вынутый грунт отвозится с помощью грузовых автомобилей. При выемке грунта из котлована надо следить за тем, чтобы его стены укреплялись либо за счет откосов, либо за счет соответствующей обстройки. Длительные осадки, водоносные слои, мороз и сотрясения могут способствовать обрушению стенок котлована. Дно котлована (подошва котлована) должно быть горизонтально, иметь проектный профиль и быть гладким. Для этого в дно котлована вбиваются колышки одинаковой высоты. Высота колышков снимается с помощью нивелира или лазерного инструмента из какой-либо относительной точки и с помощью нивелирной рейки или приемника переносится на местность. В зависимости от глубины котлована получается разбивочный размер от верха колышка до верха дна котлована. Так достигается горизонтальность дна котлована. Грунтовую воду, воду из слоев грунта, поверхностные воды необходимо собирать и отводить.

Чтобы иметь достаточную свободу движений, необходимо, чтобы вокруг сооружения в котловане было достаточно широкое рабочее пространство. Это пространство должно составлять от опалубки фундамента до подошвы откоса стенки котлована не менее 50 см (рис. 5).

Рис. 5. Рабочее пространство в случае обстроенных и откосных стенок котлована

Обеспечение безопасности котлована

Строительные котлованы и траншеи глубиной более 1,25 м при выемке грунта должны укрепляться против обрушения или последующего сползания земли. С каждой стороны котлована надо создавать защитные полосы шириной не менее 60 см, которые должны быть свободными, или надо следить за тем, чтобы вынутый грунт или верхний грунт не могли скатиться обратно в котлован (рис. 6).

Рис. 6. Глубина котлована до 1,25 м

Тогда как по DIN 1054 для определенных видов грунтов можно определить определенные значения несущей способности, по DIN 18300 «Земляные работы» для разрыхления, нагружения, перемещения, укладки и уплотнения обычные грунты и скальный грунт подразделяются на 6 классов. Эти классы грунтов дают сведения об обрабатываемости строительных грунтов. По этим сведениям выбирают и применяют машины и механизмы для разрыхления, транспортировки и уплотнения земли и скальных грунтов.

Кроме того, в зависимости от градации строительного грунта на землю или скальный грунт устанавливается угол откоса для строительных котлованов. Он меньше, чем угол естественного откоса (табл. 1).

Таблица 1. Угол откоса при различных классах грунта и скалы по DIN 18300

При глубине котлована до 1,75 м при устойчивом грунте на высоте 1,25 м над уровнем дна котлована должен начинаться откос под углом 45° (рис. 7).

Рис. 7. Глубина котлована до 1,75 м

В фунтах, связность которых может ухудшиться при высыхании, проникновении воды, при морозе или за счет образования скользких поверхностей, необходимо устраивать более пологие откосы или откосы с отступами (бермы). Ступени в ступенчатых стенах сфоительных котлованов должны быть шириной не менее 1,50 м; при этом глубина котлована не должна быть больше 3,00 м. Они также должны иметь откосы (рис. 8). При глубине котлованов свыше 5,00 м или при отклонениях от углов откоса необходимо рассчитать их устойчивость.

Рис. 8. Откосы на стенках котлована с бермой

Если предполагаются дополнительные нагрузки и динамические воздействия или приходится считаться с сильным вымыванием откосных стен котлована, то поверхности откосов необходимо укрывать пленкой или укреплять нанесением тонкого слоя бетона (торкретирование) (рис. 9).

Рис. 9. Укрепление откосов

В котлованах глубиной более 1,25 м необходимо иметь стремянки, выступающие не менее чем на 1,00 м над уровнем земли. При глубоких котлованах стремянки необходимо заменять лестничными маршами. Так как устройство откосов требует больших площадей на площадке, то стенки котлована могут укрепляться также и обстройкой. Это необходимо также при влагонасыщенных или равнозернистых грунтах.

Обстройка — это вертикально стоящая стена из балок или стальных ригелей, которые обложены по всей плоскости полнокантными брусьями толщиной минимум 5 см. Этим предотвращается обрушение стены котлована. Для предотвращения обрушения стенок котлованов брусья обстройки должны выходить не менее чем на 5 см за пределы стенки котлована. Брусья должны всей своей плоскостью подпирать землю стенки.

Обстройка с горизонтальной опалубкой (укрепление брусьями) должна устраиваться постоянно вслед за отрывкой котлована. Эти работы следует начинать при глубине котлована 1,25 м.

При обстройке между рамными или установленными в буровые скважины стальными стойками (Берлинская обстройка) брусья устанавливаются горизонтально между фланцами вертикальных стальных стоек. Брусья должны быть такими длинными, чтобы глубина опорной части соответствовала не менее четверти ширины фланца. Брусья необходимо закрепить досками и клиньями, причем клинья следует в свою очередь закрепить досками от смешения (рис. 10).

Рис. 10. Обстройка между стальными несущими столбами

При обстройке вертикальной опалубкой в узких котлованах вертикально стоящие брусья своими нижними торцами вбиваются в подошву котлована и раскрепляются горизонтальными деревянными стяжками на расстоянии 1,75 м друг от друга. Деревянные стяжки должны иметь сечение минимум 12×16 см. Закрепление стенок обстройкой должно вестись по мере отрывки котлована. Предписания по устройству этого типа обстройки соответствуют предписаниям для обстройки горизонтальной опалубкой.

Если котлован укрепляется шпунтовыми стенами, то перед началом земляных работ шпунтовые профили устанавливаются в землю. Шпунтовые профили или шпунтовые брусья на длинных сторонах имеют так называемые замки, которые служат направляющими при вбивании шпунта. Вследствие того, что шпунт может воспринимать большие растягивающие и сжимающие нагрузки, раскрепление и придание жесткости шпунтовым стенам необходимо устраивать на больших расстояниях в продольном направлении, чем в других случаях обстройки. Шпунтовые стены имеют то преимущество, что они в значительной степени водонепроницаемы. Поэтому они применяются для укрепления стенок котлованов при гидротехнических работах (рис. 11).

Рис. 11. Шпунтовая стенка

Глубокие котлованы рядом с дорогами с интенсивным движением и с застроенными участками укрепляются стенами из буронабивных свай. Для этого в земле бурятся скважины. В них вставляется арматура. Потом их бетонируют. Сваи могут стоять непосредственно рядом друг с другом или на некоторых расстояниях. При этом промежутки между ними заполняются бетонными стенами (рис. 12).

Рис. 12. Стенка из буронабивных свай

Распределение давления в грунте

Вследствие веса сооружения в фундаментах возникают напряжения сжатия, которые должны быть распределены по грунту основания как можно более равномерно. Упрощенно принимают, что давление от фундамента на землю распространяется под углом в 45°. В действительности, однако, давление распространяется в форме луковицы под основанием сооружения. При этом получаются линии равных сжимающих напряжений, называемые изобарами. Распределение этих изобар называется также «луковицей давлений» (рис. 13). По распределению изобар видно, что сжимающие напряжения под подошвой самые большие. В случае точечного фундамента напряжения уже на глубине, равной удвоенной ширине подошвы фундамента, почти равны нулю. В случае ленточных фундаментов это происходит на глубине, равной утроенной ширине подошвы. Изобары различных фундаментов не должны пересекаться, так как в районе пересечения происходит увеличение напряжений. Это может привести к осадкам здания.

Рис. 13. Напряжения сжатия под фундаментом

Осадки зданий и разрушение грунта

Грунт как строительное основание должен воспринимать силы и нагрузки от сооружения. При этом строительное основание под нагрузкой может сжиматься и деформироваться. Здание осаживается равномерно на несколько миллиметров. Это называется осадкой. Равномерные осадки обычно не угрожают зданию, и в нем не возникает осадочных разрушений. Однако если напряжения от двух рядом стоящих фундаментов пересекаются, то есть накладываются друг на друга, или под зданием имеет место неравномерное строение слоев грунта основания, то это может иметь следствием неравномерные осадки. При этом здание может наклониться в сторону или могут возникнуть осадочные трещины. Могут даже возникнуть строительные повреждения, которые сделают невозможным дальнейшее использование здания или сооружения (рис. 14).

Рис. 14. Осадка, неравномерная

Связанные и несвязанные грунты имеют различное поведение в смысле осадок во времени, которое можно определить с помощью испытания грунта на сжатие (рис. 15). При нагружении связанных грунтов вода, находящаяся между отдельными зернами или пластинками грунта (вода в порах), будет выдавливаться. Вытеснение воды из пор происходит очень долго. Поэтому осадки в связанных грунтах могут продолжаться в течение многих лет. Размер осадок в зависимости от количества воды в порах может быть очень большим. Так, например, Хольстенские ворота в Любеке, построенные в 1477 г. за прошедшие столетия осели на 1,50 м.

Рис. 15. Испытание грунта на сжатие

При нагружении несвязанного грунта большие осадки произойти не могут. Зерна таких грунтов расположены очень тесно относительно друг друга. Таким образом, нагрузка передается от зерна к зерну и распределяется между ними. Однако каркас из зерен (гранул) тем не менее может более тесно сжиматься под нагрузкой. Это происходит уже при нагружении грунта.

Для того чтобы избежать опасности осадок в связанных грунтах, на практике связанный грунт на определенную глубину заменяется несвязанным грунтом (замена грунта). Если несущая способность грунта будет превышена, наступает разрушение грунта. При этом фундамент начинает скользить по шву скольжения вбок и сооружение резко осаживается или разрушается (рис. 16).

Рис. 16. Разрушение грунта

Поведение грунта при морозе (промерзание)

Мокрый связанный грунт особенно чувствителен к морозу. Мороз проникает в зависимости от климатических условий примерно от 0,80 до 1,20 м в глубину грунта. До этой глубины, глубины промерзания, вода, находящаяся в грунте, может замерзать. При этом объем воды увеличивается примерно на 10% (с. 68). Так как в промокшем пространстве в порах связанного грунта нет места для увеличения объема, то грунт начинает подниматься кверху. При этом говорят о морозном пучении грунта (рис. 17).

Рис. 17. Морозное выпучивание

Ледяные линзы возникают потому, что вследствие капиллярного действия влага поднимается из незамерзших слоев грунта и замерзает при попадании в зону мороза. Эти морозные выпучивания обусловлены ледяными линзами, которые в зависимости от влажности и капиллярности грунта могут быть различной величины и могут приводить к значительным морозным разрушениям. Морозные разрушения в большинстве случаев проявляются только после оттаивания грунта, например как выпучивание садовых стен, как трещины в строительных конструкциях или как повреждения дорожного покрытия (рис. 18).

Рис. 18. Повреждения от мороза

Водоудержание

Возведение сооружений требует, как правило, сухих котлованов. Попадание поверхностной воды (веховодки), воды, текущей по водоупорному слою, или грунтовых вод в котлован вызывает опасность обрушения откосов и стен котлована. Для того чтобы эту опасность исключить, необходимо предотвратить попадание воды в котлован или, соответственно, удалить воду, попавшую туда. Все мероприятия для поддержания котлована в сухом состоянии называют водоудержанием.

При удалении воды из котлованов или траншей различают открытое водоудержание и водопонижение. При открытом водоудержании попадающая в котлован поверхностная вода или вода в слоях грунта собирается в углубленной части котлована, так называемое насосное болото, вне периметра сто-ящегося здания и откачивается из котлована. Поэтому дно котлована надо спланировать таким образом, чтобы к этому месту проходили уклоны (рис. 19). По краям котлована могут быть устроены дренажные трубы или канавы, в которых должна собираться вода из слоев грунта или просачивающаяся вода, выходящая из откосов, которая затем должна отводиться к насосному болоту. С помощью этих мероприятий предотвращается заболачивание дна котлована и обеспечивается нормальное проведение работ по устройству фундаментов. Открытое водоудержание возможно также тогда, когда дно котлована в незначительной степени лежит ниже уровня грунтовых вод.

Рис. 19. Открытое водоудержание

Если подошва колована лежит глубже существующего уровня грунтовых вод, то в случае грунтов с определенным водопроницанием с началом земляных работ требуется понижение уровня грунтовых вод. С помощью всасывающих труб, которые расставляются на небольших расстояниях по площади котлована и объединяются кольцевым трубопроводом, связанным с откачивающим наосом, уровень грунтовых вод понижается и удерживается ниже уровня дна котлована по меньшей мере на 50 см (рис. 20). Таким образом, котлован может поддерживаться сухим для проведения фундаментных работ. Однако необходимо следить за тем, чтобы водопонижение не привело к осадкам сооружения, не повлияло на водоснабжение и не привело к изменениям окружающей среды.

Рис. 20. Водопонижение

Основные понятия и определения грунтов

Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Основные понятия и определения грунтов Основные понятия и определения грунтов

Грунты — горные породы, слагающие верхние слои земной поверхности, образовавшиеся в результате выветривания.

Основание — толща грунтов со всеми особенностями их напластования, воспринимающего нагрузку от веса зданий и сооружений. Различают скальные и нескальные основания.

Скальным основанием называют массивные горные породы с жесткими связями между частицами грунта, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива и имеющие значительную прочность при сжатии.

Нескальные, или грунтовые, основания представляют собой толщу несвязных или связных горных пород, имеющих связи между отдельными частицами, которые во много раз меньше прочности самих минеральных частиц. К этому типу относят основания из крупнообломочных, песчаных, пылевато-глинистых грунтов.

Рис. 1.1. Схемы естественных оснований

Нескальные основания подразделяют на естественные и искусственно улучшенные. Первые используют при возведении зданий в условиях природного залегания после предварительной подготовки. Естественные основания разделяют на однородные, сложенные из грунта одного типа (рис. 1.1, а), и слоистые (рис. 1.1, б), причем слоистое основание может иметь согласное (рис. 1.1, б) или несогласное (рис. 1.1, в) залегание грунтов. Залегание считают согласным, если уклон отдельных слоев грунта не превышает 1…2%, и несогласным, если пласты залегают невыдержанно, т. е. имеют больший уклон и выклинивание.

В большинстве случаев располагать здание на поверхности земли бывает нецелесообразно, поскольку верхние слои грунта имеют низкую несущую способность и не могут воспринять нагрузку от веса сооружения, они способны испытывать значительные деформации под влиянием климатических факторов в результате пучения при промерзании, просадки при оттаивании, усадки при высыхании, набухания при увлажнении и т. д. Это приводит к необходимости использования специальной конструкции, которую называют фундаментом.

Рис. 1.2. Схема фундамента и его основания

Фундамент — это подземная часть здания, которая предназначена для передачи нагрузки от здания на залегающие на некоторой глубине грунты основания (рис. 1.2). Плоскость фундамента, опирающуюся на основание, называют подошвой. Поверхность фундамента, на которую опирается надземная конструкция, а также границу между соседними уступами называют обрезом. Слой грунта, на котором располагается подошва, называют несущим слоем, другие слои 5 являются подстилающими. Расстояние от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента df.

Высота самого фундамента hf, как правило, меньше глубины заложения, поскольку обрез обычно располагается ниже отметки поверхности земли.

Рис. 1.3. Схема основания при расчете устойчивости:
1 — уплотненное ядро грунта; 2 — выдавливаемый из-под подошвы грунт; 3 — плоскость скольжения

В результате воздействия нагрузки от веса сооружений в основании фундамента формируется деформируемый массив грунта, который называют сжимаемой толщей или рабочей зоной основания. Расстояние от отметки подошвы фундамента FL до отметки нижней границы сжимаемой толщи BS называют глубиной сжимаемой Толщи Нс. Уровень подземных вод, находящихся в основании, обозначают отметкой WL.

При проектировании оснований используют два метода расчета. Первый — расчет деформаций (вторая группа предельных состояний), в этом методе рабочая сжимаемая зона основания принимается в виде, показанном на рис. 1.2. Этот метод расчета применяют при относительно небольших нагрузках, когда не происходит потери устойчивости основания, что позволяет использовать решения механики линейно деформируемых сред.

При достижении внешней нагрузкой значительной величины (рис. 1.3) может произойти потеря устойчивости основания, сопровождающаяся выдавливанием части грунта из-под подошвы фундамента.

Рис. 1.4. Схемы фундаментов

В этом случае используют второй метод расчета — по устойчивости (первая группа предельных состояний). В данном методе расчета за рабочую зону основания принимают объем грунта, перемещаемый относительно неподвижного массива в результате потери устойчивости основания.

Фундаменты подразделяют на следующие основные категории: возводимые в открытых котлованах, глубокого заложения и свайные.

Фундаменты в открытых котлованах (рис. 1.4, а) — это такие фундаменты, которые после возведения в котловане засыпаются грунтом 2 и передают давление на основание преимущественно по подошве.

Фундаментами глубокого заложения (грис. 1.4, 6) называют фундаменты, формируемые или погружаемые в грунт с помощью специальных механизмов. Они передают нагрузку на основание как по подошве Ru так и за счет сил трения по боковой поверхности фундамента R2.

Свайным фундаментом (рис. 1.4, в) называют группу свай, объединенных поверху для совместной работы с помощью специальных плит или балок 3.


Похожие статьи:
Фундаменты глубокого заложения

Навигация:
Главная → Все категории → Фундаменты

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания — SGround.

ru

Как грунтовые воды влияют на фундаменты?

Оглавление

  1. Введение
  2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания
  3. Агрессивность грунтовых вод
  4. Водоносные горизонты и верховодка
  5. Уровень грунтовых вод
  6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ
  7. Капиллярное поднятие грунтовых вод
  8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод
  9. Заключение
  10. Связанные статьи

1. Введение

Как уже отмечалось в других статьях, касающихся морозного пучения грунтов, близость уровня грунтовых вод к фронту промерзания имеет решающее влияние на процессы пучения. Но грунтовые воды опасны не только этим – в теплое время года замачивание так же вызывает резкое снижение показателей физико-механических свойств грунтов по сравнению с сухим или умеренно влажным состоянием. Да и для самих конструкций грунтовая вода не лучший сосед, разберемся почему.

2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания

Все связные дисперсные грунты (суглинки, глины, супеси) ухудшают свои физико-механические характеристики при увеличении влажности. При малой влажности глинистые грунты находятся в твёрдом состоянии. С ростом влажности глинистых грунтов они переходят в пластичное состояние, удельное сцепление с и угол внутреннего трения φ закономерно снижаются за счет ослабления структурных связей и смазывающего действия воды на контактах частиц. При дальнейшем увеличении влажности она обычно достигает влажности на границе текучести и грунт разжижается, приобретая свойства вязкой жидкости.

[Глинистые грунты при увеличении влажности сильно снижают свои прочностные качества вплоть до перехода в жидкое состояние]

Фото: Под воздействием влаги грунт потерял несущую способность

На несвязные дисперсные грунты (пески, щебенисты грунты) влажность влияет меньше, т.к. удельное сцепление в них практически отсутствует, а трение между частицами во многом обусловлено формой и характером их поверхности. Однако наличие воды в таких грунтах все же снижает внутреннее трение φ — до 20%.

[Пески и крупнообломочные грунты меньше подвержены влиянию влажности, однако и на них грунтовые воды действуют отрицательно, снижая внутреннее трение до 20%]

В твердой компоненте грунтов могут содержаться и растворимые в воде минералы: гипс, кальцит, каменная соль и др. , а также органические вещества, которые под воздействием грунтовых вод растворяются ослабляя структурные связи или образуют пустоты.

Кроме того, существуют специфические грунты, которым контакт с водой противопоказан – это просадочные и набухающие грунты.

Просадочные грунты имеют крупные поры (макропоры) и низкую влажность и в сухом состоянии мало чем отличаются от обычных глинистых грунтов. Но после замачивания они быстро размокают, теряя структурные связи и под нагрузкой резко сжимаются за счет схлопывания пор — просаживаются. Иногда суммарная просадка основания при этом может быть очень велика до метра и более.

Набухающие грунты — глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов и малой влажность в природном состоянии. Поступающая в набухающие грунты влага поглащается поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. При первоначальном относительно близком расположении частиц, под действием гидратных оболочек они раздвигаются, вызывая увеличение объема грунта и подъем поверхности (почти как при пучении).

3. Агрессивность грунтовых вод

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, то есть погруженные в них конструкции будут разрушены за сравнительно короткий срок: от 1 до 10 лет или даже быстрее.

Так же при определенном химическом составе грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие и на бетонные и железобетонные конструкции. Грунтовые воды, способные разрушать цементные бетоны и растворы, называются агрессивными. Агрессивность их зависит от химического состава растворенных в них солей и кислот. Эти вещества попадают в воду из подземных естественных залежей или из отбросов производств. Поэтому агрессивные воды встречаются повсеместно.

Фото: Разрушение железобетонных конструкций под воздействием агрессивной среды

Агрессивность грунтовых вод по отношению к бетону оценивается по содержанию: бикарбонатной щелочности, водородного показателя pH, содержанию свободной углекислоты CO2, содержанию магнезиальных солей (в пересчете на ионы Mg), содержание едких щелочей (в пересчете на ионы K и Na) содержание сульфатов (в пересчете на ионы SO4), содержание едких щелочей (хлоридов, сульфатов, нитратов). Все эти показателю определяются в лаборатории при проведении инженерно-геологических изысканий.

Вода, даже с малым количеством вредных веществ, может оказаться опасной для бетона, так как вследствие непрерывного движения воды в грунте на бетон действуют все новые и новые частицы вредных примесей. Поэтому всегда при инженерно-геологических изысканиях следует производить химический анализ воды.

Во всякой воде имеется, хотя бы в ничтожном количестве, углекислота (СО2). Она может быть связанной (неактивной, неспособной вступать в какие-либо новые соединения) и свободной (активной). Связанная углекислота для бетона безвредна. Свободная (называемая агрессивной) углекислота вступает в реакцию с известью бетона и образует растворимые в воде соли.

В сильно загрязненной воде, при наличии в ней и свободной углекислоты (СО2), и сульфатов (S04), и хлоридов (Сl), и окиси магния (MgO), путем взаимодействия с бетоном образуются растворимые соли, и потому агрессивность воды зависит от совокупности всех этих примесей.

В сравнительно чистой воде при отсутствии хлора (Cl) и свободной углекислоты (СО2), при наличии солей магния (MgO) и натрия (NaO) в количестве, меньшем 60 мг/л, вредны растворы гипса, так как они ведут к образованию сложных солей («цементная бацилла»), которые увеличиваются в объеме и потому разрушают бетон. Весьма вредны примеси азотной и азотистой кислот и аммиака. Наоборот, кремнекислота в любом количестве безвредна.

По степени воздействия на конструкции, воды подразделяются на: неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные (СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии).

Агрессивность грунтовых вод зависит не только от концентрации вредных веществ, но и от коэффициента фильтрации грунта (от скорости прохождения воды сквозь грунт).

[Агрессивное воздействие грунтовых вод зависит от способности вмещающего грунта пропускать воду (фильтровать) – чем быстрее грунт пропускает воду, тем агрессивнее она будет воздействовать на конструкции]

Для повышения устойчивости бетонов к агрессивному воздействию жидкой среды применяют; сульфатостойкие цементы; более плотные бетоны с марками по водонепроницаемости W6, W8, W10 и более; гидроизоляцию поверхностей конструкций; водопонижение (дренаж) (см. разделы 5,3, 9.3 и таблицы приложений СП 28.13330.2012).

4. Водоносные горизонты и верховодка

Часто под землёй существует несколько водоносных горизонтов: 2, 3 и более.

Вода задерживается при просачивании с поверхности над водоупорными (главным образом – тяжелыми глинистыми) грунтами и скапливается в водопроницаемых (крупнодисперсных, песчаных) слоях, которые в этом случае называются водоносными. Если водоносный слой находится под водоупорным, то вода в нижнем водоносном слое часто находится под давлением вышележащих слоев. Если в верхнем слое отрыть котлован, то вода поступит в него снизу под давлением и поднимется выше уровня, на котором она первоначально появилась.

Такие воды называются напорными, а уровень, до которого они поднимаются, – установившимся уровнем грунтовых вод. Этот уровень должен выявляться при инженерно-геологических изысканиях и учитываться при проектировании.

Верховодкой называют ограниченный по площади локальный участок водонасыщенных грунтов, расположенный над линзой водоупора (глины, промерзшие грунты). Как правило верховодка имеет небольшую площадь и толщу, залегает близко к поверхности, выше уровня грунтовых вод. Уровень воды в верховодке сильно реагирует на поступление атмосферных вод.

5. Уровень грунтовых вод

[Уровень грунтовых вод (УГВ) – глубина относительно поверхности земли или высотная отметка зеркала свободной поверхности воды в скважине или шурфе. Принимают показатель установившегося уровня, не меняющийся на протяжении как минимум 30 минут]

Наиболее точным способом определения уровня грунтовых вод является бурение скважин или откопка шурфа (небольшого котлована) до появления свободной поверхности воды («зеркала») и дальнейшее заглубление на 0,5-1,5 метра.

Уровень грунтовых вод не является горизонтальной поверхностью и обычно меняется вместе с рельефом, повторяя его в сглаженной форме – при подъеме рельефа УГВ тоже поднимается, но в меньшей степени.

При наличии на участке открытых водоемов УГВ вблизи водоема совпадает с отметкой дневной поверхности открытой воды и меняется вместе с ней, а при отдалении от водоема отличается в большую или меньшую сторону.

В течение года УГВ так же не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод в широтах с значительным скоплением снега зимой обусловлен инфильтрацией талых вод в весенний период. Второй, менее выраженный высокий уровень, приурочен к осеннему периоду дождей. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

После зимнего минимума происходит резкий подъем УГВ при таянии снега. Продолжительность весеннего максимума часто не превышает 10 дней

Изменение рельефа при строительстве и планировке грунтов могут нарушать естественные процессы перераспределения и движения грунтовых вод, а, следовательно, изменять уровень грунтовых вод. Основными техногенными нарушениями являются:

  • Нарушение поверхностного стока атмосферных вод – текли себе ручейки много лет по одному месту, а тут при строительстве все перекопали, участок подняли и в итоге соседний участок стал утопать в воде. Такое явление встречается достаточно часто.
  • Экранирование поверхности грунта на большой площади. После этого произойдет накопление влаги под закрытым участком и повышение влажности грунтов основания.

Грунтовые воды находятся в постоянном движении, хоть это движение и медленное, и не заметное человеческому глазу, но оно непрерывно происходит как по вертикали, так и по горизонтали в сторону областей разгрузки (водоемы, низины, реки и т.д.).

6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ

В качестве расчетных горизонтов грунтовых вод следует принимать их наивысшие уровни весной и осенью, а при наличии данных и в конце зимы

Если есть необходимость получить расчетный уровень грунтовых вод, то следует воспользоваться нормативной литературой. Например, «пособие к СНиП 2.05.02-85 По проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна» раздел 3.

Расчеты громоздкие и здесь я их приводить не буду. Отмечу только что при выполнении инженерно-геологических изысканий в отчетах как правило указывают о возможности изменения УГВ на величину +/- 1,0 м от полученного при изысканиях положения. Реже колебания принимают +/- 0,5 или +/- 1,5 м.

[Таким образом за расчетный уровень грунтовых вод, как правило, следует принимать уровень на 1,0 метра выше чем тот что был получен замером при изысканиях.]

7. Капиллярное поднятие грунтовых вод

[Водонасыщенными являются не только грунты ниже уровня грунтовых вод, но и некоторая толща грунтов выше него – это слой капиллярного поднятия грунтовых вод]

За толщину слоя капиллярного поднятия воды принимается расстояние от уровня подземной воды со свободной поверхностью (в скважине) до отметки, где влажность глинистого грунта не превышает влажности на границе раскатывания.

[Влажность на границе раскатывания WР — соответствует влажности, при которой грунт теряет пластичность и переходит в твердое состояние. Граница раскатывания качественно соответствует такому состоянию, при котором жгут, раскатанный из грунта до диаметра 3 мм начинает крошиться на кусочки до 1 см длиной. ]

Толщину слоя капиллярного поднятия называют морозоопасной «каймой» над уровнем подземной воды. Эта кайма зависит от состава и сложения грунта в природных условиях, и толщина ее колеблется в пределах от 0,3 до 3,5 м в зависимости от степени дисперсности грунта.

Капиллярное поднятие воды в грунтах происходит под действием поверхностной энергии минеральных частиц грунта и, следовательно, зависит от их удельной поверхности. Например, в песках круглых и средней крупности удельная поверхность частиц сравнительно небольшая, поэтому в этих песках почти не наблюдается капиллярного поднятия воды и вследствие этого отсутствуют деформации морозного пучения (они относятся к непучинистым грунтам).

Пески мелкие и пылеватые состоят из более мелких частиц по сравнению с песком крупным, и вследствие взаимодействия удельной поверхности минеральных частиц с водой капиллярное поднятие в природных условиях наблюдается на высоту от 0,3 до 0,5 м. В супесях высота капиллярного поднятия достигает от 0,5 до 1 м, в суглинах — до 1,5 м, в глинах — до 3 м.

Скорость передвижения воды по капиллярам значительно меньше, чем скорость подъема УГВ и обычно капиллярная кайма отстает от изменений УГВ.

Не все грунтовые воды имеют естественное происхождение. При прорыве водопровода локально водонасыщенные грунты при промерзании неравномерно вспучиваются, что вызывает серьезные повреждения зданий и сооружений.

8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод (дренаж, водопонижение)

Для многих дачников и владельцев частных домов с подвалом вопрос снижения УГВ очень наболевший. Как можно справиться с высокими грунтовыми водами? – необходимо делать дренаж.

Дренажи бывают разных видов: горизонтальная система дренажных труб, вертикальный дренаж скважинами или иглофильтрами, открытый дренаж каналами и лотками и даже создание искусственных водоемов. Отток воды бывает естественным и принудительным – с помощью насосов.

[Дренаж в строительстве – в переводе на русский язык означает удаление/отведение воды. Иногда дренажом называют удаление воды с поверхности, но чаще речь идет об отводе грунтовых вод. Можно так же заменить термином «водопонижение»]

Главное при создании дренажа (водопонижении) это чтобы было куда отводить воду – необходимо такое место куда можно на длительный срок направить воду с осушаемого участка, не навредив при этом ни соседям и их постройкам, ни экологии.

Сток дренажных вод можно направить: в водосточную канаву за границей участка (если она есть), в ближайший водоем (если он не имеет рыбохозяйственного значения), в ливневую канализацию (если она есть), в сторону понижения рельефа (при наличии, и если там нет соседей).

Вообще в большинстве случаев дренаж выполнить реально. Это большая тема, требующая отдельного разговора, поэтому перенесем ее в отдельную статью.

9. Заключение

Глинистые грунты при увеличении влажности снижают свои прочностные качества вплоть до перехода в жидкое состояние. Пески и крупнообломочные грунты меньше подвержены влиянию влажности, однако и на них грунтовые воды действуют отрицательно.

В течение года УГВ не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод чаще всего наблюдается в весенний и реже в осенний периоды. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

За расчетный уровень грунтовых вод, как правило, следует принимать уровень на 1,0 метра выше чем тот что был получен замером при изысканиях. Но водонасыщенными являются не только грунты ниже уровня грунтовых вод, но и некоторая толща грунтов выше него – это слой капиллярного поднятия грунтовых вод которая может иметь мощность до 3,5 м в зависимости от типа грунта.

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, и довольно часто грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие на бетонные и железобетонные конструкции.

Вывод — высоко расположенные грунтовые воды негативно влияют на характеристики большинства грунтов основания и часто оказывают агрессивное воздействие на сами конструкции фундаментов, да и выполнение строительных работ они сильно затрудняют, поэтому желанным гостем их никак не назовешь. При проектировании и строительстве этому обстоятельству следует уделять должное внимание, возможно Вам следует предусмотреть дренаж еще на стадии проектирования фундамента.

10. Связанные статьи

Дренаж участка, системы дренажа, водопонижение

Критические нагрузки на грунты основания

 

 

 

 

 

 

 

Критические нагрузки на грунты основания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

стр

2 НАЧАЛЬНАЯ КРИТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА НА ГРУНТ……………………. ..5

3 ПРЕДЕЛЬНАЯ НАГРУЗКА ДЛЯ СЫПУЧИХ И СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ………7

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 


 

 

 

По мере загружения фундамента наблюдаются две критические нагрузки:

·                   нагрузка, соответствующая началу возникновения в грунте зон сдвига и окончания фазы уплотнения;

·                   нагрузка, при которой под нагруженным фундаментом сформировываются сплошные области предельного равновесия, происходит потеря устойчивости грунтов основания и исчерпывается его несущая способность.

Величина первой нагрузки называется начальной критической нагрузкой, а вторая, при которой исчерпывается полностью несущая способность грунта, — предельная критическая нагрузка на грунт.

Начальная критическая нагрузка соответствует случаю, когда в основании под подошвой фундамента возникает предельное состояние. Эта нагрузка еще безопасна в основаниях сооружения, так как до ее достижения грунт всегда находится в фазе уплотнения. При нагрузках, меньших начальной критической, во всех точках основания напряженные состояния допредельные и деформируемость грунта подчиняется закону Гука. Следовательно, для определения начальной критической нагрузки могут быть использованы решения задач теории упругости.

Определение ркр дано в решении В.В.Пузыревского (рис. 1).

 

Рис.1. Схема к задаче В.В.Пузыревского

 

Грунт рассматривается как однородное, изотропное тело. Нагрузка принята полосовой с интенсивностью р. Поскольку фундамент заглублен на глубину h, то давление будет р – γh. Для произвольной точки М, расположенной на глубине z и характеризуемой углом видимости 2β, главные напряжения с учетом напряжений от собственного веса грунта будут равны

 

;

;Формулы (1,2).

 

Подставив   и   в уравнение предельного равновесия (1), учтем, что давление связности  , решив его относительно р =  , при z = 0 получим формулуВ. В.Пузыревского

 

;  Формула (3).

 

где  – начальная критическая нагрузка;  – удельный вес грунта; h – глубина заложения фундамента;  – угол внутреннего трения грунта; с – сцепление грунта.

Следует иметь в виду, что начальная критическая нагрузка соответствует пределу пропорциональности между напряжениями и деформациями грунта, а давление, равное начальному критическому давлению или меньше его, рассматривается как безопасное.

Строительные нормы СНиП 2.02.01 — 83* допускают развитие пластических деформаций в краевых участках фундаментов на глубину 0,25 ширины фундамента b. Такая нагрузка соответствует расчетному сопротивлению грунта R. Его уравнение с учетом развития областей предельного равновесия на глубину z = 0,25b имеет вид

 

; Формула (4).

 

Для практического использования в расчетах формулу (4) представляют в виде

 

; Формула (5).

 

где  , ,  – коэффициенты несущей способности, зависящие от угла внутреннего трения   и вычисляемые по формулам

 

;

 

;

 

;                    Формулы (6,7,8).

Численные значения коэффициентов ,   и   приведены в табл. 4 СНиП 2.02.01 — 83*.

2 НАЧАЛЬНАЯ КРИТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА НА ГРУНТ

 

Рассмотрим действие равномерно распре­деленной нагрузки р на полосе шириной b (рис. 2) при наличии боковой пригрузки qh(где γ — плотность грунта; h — глубина залегания нагруженной поверхности).

 

Рис. 2 Схема действия полосообразной нагрузки

 

Вертикальное сжимающее напряжение (давление) от собственного веса грунта при горизонтальной ограничивающей поверхности

 

; Формула (9).

 

где z — глубина расположения рассматриваемой точки ниже плоскости приложения нагрузки.

Задача будет заключаться в определении такой нагрузки, при которой зоны сдвига (зоны предельного равновесия) только зарождаются под нагруженной поверхностью.

Примем дополнительное допущение о гидростатическом распределении давлений от собственного веса грунта, а именно

 

; Формула (10).

 

При сделанном допущении задача впервые решена проф. Н. П. Пузыревским (1929), затем Н. М. Герсевановым (1930) и позднее О. К. Фрелихом (1934).

Примем условие предельного равновесия:

 

;  Формула (11).

 

Для произвольной точки М (рис. 2), найдем главные напряжения с учетом действий собственного веса грунта как сплошной нагрузки:

 

 

 

;

;        Формулы (12,13).

 

Подставим значения σ1 и σ2 в условие предельного равновесия, и принимая во внимание, что=c·ctgφ, получим

 

; Формула (14).

 

Решая уравнение относительно z, получим

 

;  Формула (15).

 

Выполнив соответствующие математические преобразования и решая уравнение относительно величины р=ркр, получим

 

 ;  Формула (16).

 

Проф. Н. Н. Маслов допускает =btgφ.

 

Называя наибольшее давление, при котором ни в одной точке грунта не будет зон предельного равновесия (=0), начальным критическим давлением на грунт нач, получим

 

; Формула (17).

 

Это и есть формула проф. Н. П. Пузыревского для начальной критической нагрузки на грунт. Определяемое по ней давление можно рассматривать как совершенно безопасное в основаниях сооружений; никаких добавочных коэффициентов запаса в этом случае вводить не следует.

Для идеально связных грунтов (для которых φ≈0) условие предельного равновесия будет:

 

; Формула (18).

 

Тогда   ; Формула (19).

 

Данную формулу часто используют при определении расчетного (безопасного) давления для глинистых грунтов с малым углом внутреннего трения (до 7°), а также для грунтов вечномерзлых (при сохранении их отрицательной темпе­ратуры) с учетом релаксации сил сцепления, подставляясдл вместо с.

 

3 ПРЕДЕЛЬНАЯ НАГРУЗКА ДЛЯ СЫПУЧИХ И СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ

 

Второй критической нагрузкой на грунт следует считать предельную нагрузку, соответствующую полному исчерпанию несущей способности грунта Решение дифференциальных уравнений равновесия совместно с условиями предельного равновесия позволяет найти математически точные очертания поверхностей скольжения, используя которые, можно достаточно строго оценить значение предельной нагрузки (давления) на грунт, соответствующее максимальной несущей способности основания.

Впервые эта задача для невесомого грунта, нагруженного полосообразной нагрузкой (предельная величина которой определяется), была решена Прандтлем и Рейснером (1920—1921), причем для предельной нагрузки на грунт получено следующее выражение:

 

;  Формула (20).

 

где q — боковая пригрузка, равная γh (h — глубина приложения полосообразной нагрузки, рис. 3).

 

Рис. 3 Сеть линий скольжения в грунте при полосообразной нагрузке и боковой пригрузке без учета собственного веса грунта

В частном случае для идеально связных грунтов (φ=0 и c≠0) предельная нагрузка для условий плоской задачи (при полосообразномзагружении), по Прандтлю, будет равна:

; Формула (21).

Для осесимметричной пространственной задачи (круг, квадрат) предельная нагрузка в случае идеально связных грунтов (по А. Ю. Ишлинскому, 1947)

; Формула (22).

В случае водонасыщенных глинистых грунтов и нестабилизированного их состояния (когда внутреннее трение не реализуется) предельная нагрузка на грунт под круглыми и равновеликими им квадратными фундаментами, по А. С. Строганову

; Формула (23).

При действии наклонной нагрузки с боковой пригрузкой на грунт, обладающий трением и сцеплением (рис. 4), решение получено В. В. Соколовским (1952) как сумма предельной нагрузки для идеально сыпучего грунта с учетом действия его собственного веса и предельной нагрузки для связного грунта, но без учета его веса.

 

Рис. 4 Схема действия наклонной нагрузки на грунт

 

Вертикальная составляющая предельной нагрузки при этом определяется следующим выражением:

 

; Формула (24).

 

где NγNqNc — коэффициенты несущей способности грунта, определяемые путем вычисления по построенной сетке линий скольжения как функции угла внутреннего трения и наклона нагрузки.

Форма данного уравнения, впервые предложенная проф. Терцаги (1943), в настоящее время является канонической и к ней обычно приводятся все другие решения, полученные для предельной нагрузки на грунт при иных граничных условиях и ином загружении.

Горизонтальная составляющая предельного давления на грунт в случае действия полосообразной наклонной нагрузки определится по формуле:

 

;  Формула (25).

 

где δ — угол наклона полосообразной нагрузки к вертикали (рис. 4).

Получаемые по приведённой формуле значения предpкр соответствуют достаточно строгому решению для наклонной полубесконечной нагрузки (рис. 4), что на практике соответствует лишь случаю очень широкой площади подошвы сооружения.

Для края наклонной нагрузки (полагая y=0) имеем:

 

; Формула (26).

 

а для ординаты, соответствующей ширине фундамента (т. е. при y=b), при условии отсутствия выпирания в противоположную сторону

 

; Формула (27).

 

Тогда средняя величина вертикальной составляющей предельного давления на грунт

; Формула (28).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Далматов, Б.И. Механика грунтов / Б.И.Далматов. -М.: АСВ, 2000. -С. 156-165.

2.Цытович, Н.А. Механика грунтов / Н.А.Цытович. -М.: Высшая школа, 1983.-С. 109-131.

3. Ухов, С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты / С.Б.Ухов. — М.: АСВ, 2002.-С. 145-162.


 

Проверка фундамента на наличие повреждений из-за экспансивного грунта

Ник Громико, CMI® и Кентон Шепард

Домашние инспекторы должны быть осведомлены о геологических характеристиках, характерных для их региона. Наряду с местным климатом и типичными погодными условиями, знание местной геологии может помочь инспекторам понять, как могут быть затронуты строительные материалы проверяемых ими домов. Одной из таких важных характеристик являются экспансивные почвы.

Что такое экспансивная почва?

Экспансивные почвы представляют собой мелкодисперсные глинистые почвы, расширяющиеся в объема при контакте с водой.Разные виды глины имеют разные экспансивные характеристики.

Расширение вызвано электрохимическим притяжением между молекулы воды и мелкие частицы глины. Материалы, состоящие из мелких частиц имеют большую площадь поверхности, чем материалы, содержащие крупные частицы, и поскольку глина имеет большую площадь поверхности на данный объем, она притягивает много воды. Присоединение воды к поверхностям частиц без поглощения ими происходит посредством процесса, называемого адсорбцией.Поверхностное натяжение вносит свой вклад в этот процесс.

Экспансивные грунты могут повредить фундаменты и бетонные плиты перекрытий за счет подъема или бокового расширения. В обычный год в США экспансивный почвы наносят больший финансовый ущерб, чем ураганы, наводнения, землетрясения, и торнадо вместе взятые.

Почвы, способные повредить фундамент, могут содержать всего 5% активного минерала и могут оказывать давление на бетон до 5500 фунтов на квадратный фут (psf).

 


Регионы США с обширной почвой
(Schneider and R. Schuster,
 опубликовано в 1989 году как Карта I-1940 в серии «Разные исследования Геологической службы США»)


 Ключ к карте

  • РОЗОВЫЙ: более 50 % этих областей подстилается почвами с обильными глинами с высоким потенциалом набухания.
  • СИНИЙ: менее 50 % этих областей подстилаются грунтами с глинами с высоким потенциалом набухания.
  • ОРАНЖЕВЫЙ: более 50 % этих областей подстилается почвами с обильными глинами, имеющими потенциал от слабого до умеренного для вздутия.
  • ЗЕЛЕНЫЙ: Менее 50 % этих областей подстилается почвами с обильными глинами с потенциалом от слабого до умеренного для припухлость.
  • КОРИЧНЕВЫЙ:  В основе этих областей лежит почвы с небольшим содержанием глины или без нее с возможностью набухания.
  • ЖЕЛТЫЙ: Данных недостаточно для определения глины содержание или возможность набухания почвы.
     

Специальное здание Методы

При установке фундамента на расширяющуюся почву, чтобы избежать будущих повреждений по мере расширения почвы. Один метод состоит в том, чтобы опирать фундамент на опоры, которые проходят ниже зоны колебание содержания воды, где почва устойчива, или вплоть до коренных пород.

 


 Пробуренный фундамент
 (Изображение использовано с разрешения EVStudio.com)

 

Опоры, выступающие над устойчивым грунтом, но не опирайтесь на коренную породу, может полагаться на трение вместо прямого подшипника поддерживать нагрузку на конструкцию.

 


Стены этого буронабивного пирса основание будет залито над жертвенными пустыми формами.
 (Фото предоставлено Кентоном Шепардом)


На фотографии выше отверстия в углах и в середине пролетов стен будут заполнены железобетоном для формирования опор.Верхние 3 фута арматуры заметно выступают из отверстий. Жертвенные картонные пустые формы, размещенные на земле между опорами и формами, достаточно прочны, чтобы выдерживать вес бетона при его заливке, создавая пустоты под стенами. Если почва вздымается, пустотные формы будут раздавлены. Величина вздутия должна быть больше, чем толщина пустотных форм (обычно 6 дюймов), чтобы грунт соприкасался с нижней частью стен фундамента.

 


Образуется пустота после того, как стены
 (Фото предоставлено Кентоном Шепардом)


Двойная или плавающая нижняя пластина выдерживает вздутие.
 (Фото любезно предоставлено Кентоном Шепардом)

Плавающие плиты

Другим методом компенсации пучения является использование двойных или плавающих нижних плит. При осмотре дома в районе, известном экспансивный грунт, инспекторы должны идентифицировать стены подвала, обрамленные без этого метод как дефектный. В новом доме инспекторы должны рекомендовать внести исправления. Если стены были на месте в течение значительного периода времени время без каких-либо повреждений, это состояние, вероятно, не будет проблемой если не произойдет что-то, что приведет к попаданию воды в почву под фундаментом этаж. Это может быть утечка из сантехнических труб, клапанов или арматуры или утечка прачечного оборудования. Инспекторы должны указывать это в своих отчетах.

 


Стенка с плавающей нижней пластиной, соединенная с пересекающейся стенкой с одинарной нижней плитой
(Фото предоставлено Кентоном Шепардом)

На фотографии выше показана стена с двойными нижними плитами соединены со стеной одинарными нижними пластинами. Вздымание повредит соединение между двумя стенами и стенами с одинарными нижними пластинами может передать силу вздутия конструкции дома выше.Этот должно быть указано как дефект в отчете о проверке. Если стены имеют существует уже много лет, велики шансы, что, если не произойдут изменения которые вводят влагу в почву под плитой, например, протечки сантехники, никаких проблем не возникнет, и это должно быть указано в отчете. В более новых дома, это условие может вызвать проблемы, и это должно быть указано в отчет.

 


Это растрескивание было вызвано расширением почвы.
 (Фото предоставлено Кентоном Шепардом)

Расширение почвы, достаточно сильное, чтобы вызвать растрескивание, должно быть видно при осмотре. На фото выше удалось почувствуйте возвышение в трещине, пройдясь по полу.


Трещины, вызванные пучением, могут быть шире вверху, как показано на рис. приведенную выше иллюстрацию, но это состояние также может быть вызвано осаждением к одному углу.

Вертикальное смещение создает опасность спотыкания, и вы можете увидеть бетон отшлифован, чтобы облегчить эту проблему, как на фото выше.Инспекторы, которые наблюдают эти виды опасностей при спотыкании, должны рекомендовать коррекция. В районах с обширными почвами инспекторы должны быть внимательными в определении отрицательного и нейтрального класса вокруг фундамента и рекомендации смягчение. Типичное смягчение включает в себя исправление уровня и/или установку пластиковая мембрана под верхним слоем почвы по периметру дома, которая действует как барьер для стока, просачивающегося вниз рядом с фундаментом.


Резюме

В качестве жилищного инспектора, независимо от того, выполняете ли вы этапные проверки нового дома или проверяете существующий дом, окружающая местность и местная геология дадут вам много информации о том, что искать в фундамент, цоколь и общая конструкция.Несмотря на то, что диагностика причин структурных проблем не входит в Стандарты практики InterNACHI, вы можете передать информацию о обширных почвах своим клиентам, особенно тем, кто живет в розовой или оранжевой зоне, чтобы предупредить их о потенциальных проблемах, которые они вызывают. Как всегда, рекомендуется обратиться к инженеру-грунтовщику или инженеру-строителю.

 

 

Пройдите бесплатный онлайн-видеокурс InterNACHI «Основы осмотра экстерьера».
Пройдите бесплатный онлайн-видеокурс InterNACHI «Внешняя безопасность для инспекторов и подрядчиков».
Пройдите бесплатный онлайн-курс InterNACHI «Как проверить на проникновение влаги».

Проверка дренажа жилых участков в районах с обширными почвами
Почвы и осадки
Проникновение влаги
Проверка загрязнения почвы

Прочтите другие инспекционные статьи, подобные этой.

Загрузите бесплатную копию STACKS: A Home Inspector’s Guide to Increasing Grove Revenue.

Загрузите бесплатную копию SLEEP WELL: A Home Inspector’s Guide to Management Risk .

BizVelop: бесплатный инструмент для развития бизнеса для инспекторов жилья 

 

Что такое грунты? | Инженерные решения Джорджии

Под каждым домом находится фундамент, а под большинством фундаментов находится то, что называется фундаментом. Фундаменты — это полосы из бетона и арматуры, обычно шириной от 16 до 20 дюймов, которые поддерживают фундамент и предотвращают его оседание — своего рода фундамент для фундамента, если хотите. Таким образом, грунты фундамента представляют собой грунтовые структуры, которые непосредственно окружают эти бетонные фундаменты и на которых они построены.

При закладке фундамента дома или другого здания крайне важно убедиться, что эти грунты основания достаточно прочны, чтобы выдержать вес конструкции. Почти все конструкции со временем оседают, и определенная степень осадки, скажем, от ¼ дюйма до ½ дюйма, обычно не приводит к каким-либо структурным проблемам, при условии, что здание построено правильно. Однако, если грунты основания, на которые залиты основания и фундамент, мягкие и глинистые или чрезмерно зернистые, существует более высокая вероятность того, что они со временем осядут или сместятся, что может привести к неравномерной осадке фундамента.

Почвы оцениваются с использованием таких стандартов, как Международный строительный кодекс (IBC) или Кодекс американских строительных чиновников (CABO). Эти рубрики присваивают значение несущей способности различным типам грунта (пески, гравий, глина, ил и т. д.). Когда здание будет построено, грунты основания будут проверены, и если значение несущей способности будет сочтено недостаточным чтобы выдержать вес конструкции, грунт часто механически уплотняют, чтобы укрепить его, тем самым увеличивая его несущую способность.

Станьте партнером ESOG на пожизненную поддержку

Если у вас возникнут вопросы и опасения, касающиеся фундамента вашего дома, специалисты Engineered Solutions of Georgia ответят одним телефонным звонком. Мы обслуживаем домовладельцев на юго-востоке США с 2007 года и решили ряд различных проблем, связанных с фундаментом, таких как смещение, оседание, плохой дренаж и многое другое. Наша собственная команда инженеров-конструкторов привносит более чем 150-летний отраслевой опыт в каждый проект, за который мы беремся, поэтому независимо от того, с чем вы боретесь, мы можем помочь вам разработать надежное решение.

Чтобы узнать больше об услугах по проверке и ремонту фундамента, которые мы предоставляем домовладельцам по всей Грузии и за ее пределами, свяжитесь с Engineered Solutions of Georgia сегодня.

Почвенные условия — Домовладельцы — Сеть ремонта фундамента

Почвы, способные к усадке или набуханию, встречаются на всей территории Соединенных Штатов. Почвы с таким потенциалом усадки/набухания создают серьезные проблемы с эксплуатационными характеристиками зданий, построенных на этих почвах.По мере увеличения содержания воды в почве почва вспучивается и вздымается вверх. По мере того, как содержание воды в почве уменьшается, почва сжимается, а поверхность земли отступает и отрывается от фундамента. Эти проблемы особенно актуальны в домах с неглубоким фундаментом. Видеть Основы фонда.

Обычно дома не строят в районах с идеальным грунтом. Застройщик выбирает землю по разным причинам, которые могут включать доступность, стоимость, близость к промышленным зонам и близость к школам.Основная причина выбора участка для разработки, Конечно, в том, что есть большой спрос со стороны людей, которые хотят купить дома в этом районе, и прибыль может быть получена от продажи домов.

Лучший способ узнать, является ли почва под вашим домом обширной, — это спросить инженера-геотехника. Во многих жилищных комплексах будет подготовлен Отчет о почвах, но это требование варьируется в зависимости от региона страны.

Инженер-геотехник пробурит почву на вашем участке и возьмет образцы, чтобы проверить эти образцы почвы на расширяемость. Эти образцы покажут, насколько экспансивна почва и на какой глубине. Инженер-геотехник предоставит письменный отчет о своих выводах.

Что такое «активная зона»?

От поверхности земли вниз находится глубина, на которой обширные почвы испытывают изменение условий влажности по мере изменения климата (или времени года). Это приводит к усадке или пучиниванию почвы. Эта зона имеет среднюю глубину 18 футов.

Неглубокий фундамент больше зависит от почвы и климата, чем глубокий фундамент (дополнительную информацию о мелкозаглубленных фундаментах см. в разделе Основы фундамента).

Типы почвы:

Вот обзор типов почвы:

Расширенные глинистые почвы

Расширяющиеся глины будут набухать/вспучиваться при намокании и сжиматься/уплотняться при высыхании. Если система фундамента находится в активной зоне (мелкозаглубленный фундамент), фундамент будет перемещаться по мере изменения условий влажности в активной зоне.

Выберите Насыпь/Суглинок

Отборный наполнитель обычно определяется как супесчаный грунт, мало меняющийся при колебаниях влажности.Правильно построенная строительная подушка с выбранным наполнителем/суглеземом будет поддерживать фундамент. Проблемы могут возникнуть, если произойдет эрозия, которая изменяет несущую способность почвы.

Песок

Песок не изменится при изменении условий влажности. Однако песок может разрушаться, если дренаж вокруг участка позволяет воде проникать под фундамент. Песок также может попасть в трещину, образовавшуюся в результате высыхания почвы, и вызвать дрейф фундамента (движение по горизонтали).

Камень

Горная порода может немного разрушаться и расширяться, только если это сланец низкой плотности. В некоторых условиях склона трещины/разломы в породе могут привести к скольжению и обрушению, если они не будут должным образом закреплены анкерными анкерами.

Когда конструкция поддерживается различными почвенными условиями, дом может перемещаться по-разному. Например, если одна половина фундамента опирается на экспансивную глину, а другая половина опирается на выбранную насыпь и/или камень, количество сезонных перемещений будет варьироваться от одной половины на другую половину.Если система фундамента спроектирована неправильно, дифференциальное движение может привести к повреждению фундамента и конструкции.

Много раз строительные подушки будут вырезаны и/или засыпаны, чтобы несущий грунт был одного типа.

Прочие ресурсы

Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США, ранее называвшаяся Службой охраны почв, уже 100 лет публикует исследования почв.Исследование почвы содержит карты и описание каждой основной почвы в районе исследования.

Сервисные центры Министерства сельского хозяйства США спроектированы как единое место, где клиенты могут получить доступ к услугам, предоставляемым Агентством сельскохозяйственных услуг, Службой охраны природных ресурсов и агентствами по развитию сельских районов. На этом веб-сайте будет указан адрес службы USDA. Центр и другие офисы Агентства в вашем регионе, а также информацию о том, как с ними связаться.

Вы можете найти ближайший к вам центр, нажав здесь:

http://офисы.usda.gov/scripts/ndISAPI.dll/oip_public/USA_map

Построить дом? Вы можете ожидать, что что-то пойдет не так, но вы ожидаете, что ваш строитель построит ваш дом на твердом основании, верно? Не будь так уверен.

Прочтите этот отрывок из книги Терренса Ноланда «Десять вещей, о которых вам не расскажет ваш домостроитель»:

Рост населения и разрастание городов привели к тому, что во многих районах осталось не так много земли под жилую застройку. «То, что осталось, не очень хорошо, — говорит Дэниел Г.Ноулер, старший менеджер по взаимодействию в компании Navigant Consulting, которая специализируется на разрешении споров в сфере строительства. Многие дома строятся на обширной почве — земле, которая набухает во время дождя — без надлежащих мер безопасности. В середине 1994 года, вскоре после того, как Джон Даффи и его семья переехали в свой дом стоимостью 234 000 долларов в Хайлендс-Ранч, штат Колорадо, в стенах начали появляться длинные трещины, и крыльцо начало отдаляться от дома. После того, как Даффи выпросил у своего строителя отчет о состоянии почвы, Даффи узнал, что его участок был горячей точкой для потенциальной зыби.Застройщику Writer Homes было приказано выплатить Даффи 544 000 долларов. Джон Палмери, поверенный писателя, говорит, что компания предложила отремонтировать дом Даффи, но «они были настроены обратиться в суд».

Вспучивание почвы — не единственная проблема. В марте 1998 года четыре дома на склоне холма, построенные на месте древнего оползня в Лагуна-Нигел, Калифорния, рухнули после того, как неустойчивый грунт просел. В начале 1999 года Capital Pacific Homes (купившая строителя Дж. М. Питерса), По словам Эндрю Курца, адвоката ассоциации, застройщик участка, компания по планировке и инженерная компания, которая проверила почву, согласились выплатить около 35 миллионов долларов домовладельцам, ассоциации домовладельцев и людям, чьи квартиры у подножия склона также были разрушены. .Капитал Пасифик отказался от комментариев.

Затраты, методы, типы почвы и многое другое

В этой статье мы обсудим как процедуры, используемые при стабилизации фундамента, так и стоимость стабилизации фундамента. Мы также поговорим о причинах и признаках дестабилизации фундамента, о том, в каких районах США чаще всего возникают проблемы, о покупке и продаже дома с проблемами стабилизации фундамента и многом другом.

Стабилизация фундамента: сравнение методов ремонта фундамента

Фундаменты важны. На самом деле, они настолько важны, что структурная целостность любого здания буквально зависит от прочности его фундамента, а это зависит от прочности грунта под фундаментом. Обширные почвы и вода, вероятно, являются двумя наиболее распространенными причинами проблем с фундаментом. Мы поговорим об этом чуть позже. Но сейчас давайте поговорим о том, как стабилизировать фундамент.Различные виды ремонта фундамента включают:

Нажимные сваи
Установка нажимных свай является минимально инвазивной процедурой, которая прежде всего включает в себя крепление сверхпрочных стальных кронштейнов к нижней части фундамента. Затем стальные сваи с помощью гидравлики проходят через кронштейны до тех пор, пока они не достигнут несущего грунта. После того, как они установлены, фундамент гидравлически поднимается и выравнивается, а вес конструкции переносится с нестабильного грунта на прочные, несущие слои.

Спиралевидные фундаментные сваи
Спиральные сваи выглядят как гигантские винты и ввинчиваются в землю до тех пор, пока не достигают требуемой глубины и крутящего момента для конкретного проекта стабилизации фундамента. Они хороши для проектов, требующих глубокого фундамента, и их установка не занимает много времени. Они также обычно дешевле, чем традиционные бетонные опоры.

Просверленные бетонные опоры фундамента
Дома, построенные на склонах холмов, могут испытывать осадку фундамента и боковое смещение из-за ползучести грунта.Когда это произойдет, вы заметите общие признаки осадки, в том числе наклонные полы, двери и окна, которые трудно открывать и закрывать, и т. д. Эти фундаменты можно стабилизировать с помощью бетонных опор, пробуренных глубоко в скале.

Плитный пирс

Винтовые домкраты
Иногда дом может иметь признаки осадки, даже если фундамент абсолютно прочный. Обычно это происходит из-за того, что либо винтовые домкраты в подполье пришли в негодность, либо осели опорные стойки подполья.Эту проблему можно решить, используя существующие опорные блоки, а также просто удалив и заменив стойки или винтовые домкраты. В этот момент пол можно поднять обратно.

Сколько стоит стабилизация фундамента?

Стоимость стабилизации фундамента зависит от множества факторов, включая, помимо прочего, тип и серьезность проблемы, ремонтное решение и ваше географическое положение. Из-за этого мы не можем дать вам приблизительную цифру.

Для оценки стоимости ремонта свяжитесь с опытным подрядчиком по ремонту фундамента в вашем регионе и попросите провести осмотр.Большинство сделает это бесплатно, а затем предложит вам оценку стоимости устранения ущерба.

Некоторые опасаются, что недобросовестный подрядчик по ремонту фундамента может предложить ненужную работу. Если вас это беспокоит, вы можете обратиться к инженеру-строителю для проверки. Этот человек предоставит вам подробный отчет о том, что не так с фундаментом, и предложит решение по ремонту. Затем вы можете отправить этот отчет подрядчику по ремонту фундамента.

Что вызывает дестабилизацию фундамента?

Вы можете быть удивлены, узнав, что большинство проблем с фундаментом вызвано водой, слишком большой или слишком маленькой.Широкие почвы также представляют большую проблему, потому что они сильно набухают при поглощении влаги и сжимаются при высыхании. Этот цикл набухания-усадки обычно является сезонным явлением и вызывает движение грунта под фундаментом. Поскольку это движение редко бывает равномерным, оно в конечном итоге приведет к дифференциальной осадке.

Фундамент с большей вероятностью будет поврежден, если он:

  • Построен на экспансивной почве – Экспансивная почва – это почва с большим содержанием глины или ила.
  • Построен на песчаном грунте – Песчаный грунт более подвержен эрозии, что может привести к образованию пустот под фундаментом.
  • Построен поверх грунта, который не был должным образом уплотнен (стабилизация грунта) перед строительством
  • Построен на почве с плохим дренажем
  • В районе с резкими сезонными изменениями погоды
  • В окружении деревьев – Деревья, растущие рядом с фундаментом, всасывают воду из почвы и вызывают ее высыхание и сморщивание, дестабилизируя фундамент.

Какие районы США более подвержены дестабилизации фундамента?

В любом регионе, где в почве много глины, песка или ила, возникнут проблемы, когда дело доходит до строительства прочного фундамента.

Почвы с высоким процентным содержанием глины или ила в них экспансивны. Они значительно расширяются, когда впитывают воду, а затем сильно сжимаются, когда высыхают. Этот цикл набухания-усадки создает движение в почве, которое создает нагрузку на фундамент и может привести к неравномерной осадке.

Хотя песчаный грунт не расширяется, он подвержен эрозии, что может привести к образованию пустот под фундаментом, что также может привести к неравномерной осадке.

Лучшей почвой для строительства фундамента является суглинок, который содержит в равных количествах песок, ил и глину. Конечно, коренная порода также является предпочтительной основой для строительства фундамента.

Признаки дестабилизации фундамента

К признакам дестабилизации фундамента относятся:

  • Окна и двери, которые приклеиваются
  • Неровные полы
  • Потолки и полы, отделенные от стены
  • Трещины в полу
  • Изогнутые стены
  • Трещины в стенах
  • Трещины в потолке
  • Вращение стены — Вращение стены происходит, когда почва за пределами стены фундамента становится перенасыщенной водой. Внешний край фундамента погружается в почву, а внутренний край, который находится на более сухой почве, подтягивается. Это заставляет стену вращаться.
  • Диагональные трещины, которые начинаются от углов окон и дверей и идут вверх к потолку.
  • Молдинги, отделяющиеся от стены или потолка
  • Лестничные трещины в кирпиче
  • Дымоходы и веранды, отделяющие дом

Как мне нанять подрядчика по ремонту для стабилизации фундамента?

Первое, что вы должны сделать, это изучить различные методы ремонта фундамента.Образованный потребитель — это умный потребитель, у которого меньше шансов быть обманутым недобросовестным подрядчиком-однодневкой.

Убедитесь, что подрядчик, которого вы нанимаете, имеет лицензию и страховку, и не поддавайтесь заниженным оценкам. Вы также хотите убедиться, что ремонт идет с гарантией. Однако помните, что гарантия настолько хороша, насколько хороша компания, предлагающая ее. Наконец, спросите, включает ли стоимость ремонта такие вещи, как разрешения и инженерные расходы. Вы не хотите никаких сюрпризов.

Покупка и продажа дома с проблемами фундамента

Если вы ищете дом, вам следует научиться замечать признаки повреждения фундамента. Если вы уже нашли интересующий вас дом, но у него есть повреждения фундамента, вы должны попросить подрядчика по ремонту фундамента осмотреть его и дать вам оценку ремонта. Затем вы можете указать это в своем предложении.

Информацию о продаже дома с проблемами с фундаментом см. в нашей статье «Как продать дом с проблемами с фундаментом».

Повреждение фундамента — серьезное дело. Даже то, что кажется незначительной проблемой, может быстро превратиться в серьезную проблему, если ее не решить сразу. Поэтому каждый домовладелец должен научиться замечать признаки неисправности фундамента, а затем немедленно принимать меры.

Если у вашего дома проблемы с фундаментом и вы живете в зоне обслуживания, свяжитесь с нами сегодня для бесплатной проверки и оценки.

Проблемы с фундаментом, вызванные экспансивным грунтом

Предоставлено: Геология. ком.

Экспансивные грунты с высоким содержанием поглощающей глины могут сильно давить на бетонные стены фундамента. Эти почвы вспучиваются при намокании с увеличением объема на 10% и более. Этого давления достаточно, чтобы расколоть бетонные стены фундамента и плиты перекрытия и даже вызвать движение фундамента, что приведет к повреждению верхних этажей дома или здания. Что еще хуже, обширные почвы также сжимаются, когда они высыхают. Этот цикл усадки и набухания создает повторяющуюся нагрузку на бетонный фундамент и может создавать трещины в почве, которые позволяют стокам воды просачиваться на стены подвала.

В каких местах есть почвы с высоким содержанием экспансивной глины?

Экспансивные почвы распространены в некоторых регионах страны, включая Хьюстон, штат Техас, или могут быть более локализованными. На этой карте от Geology.com показаны районы страны, где наиболее распространены обширные почвы. Лучший способ определить, вызваны ли ваши проблемы с фундаментом экспансивным грунтом, — это провести анализ вашего грунта в испытательной лаборатории, чтобы определить его экспансивные свойства. Даже при наличии обширных грунтов они, как правило, не вызывают проблем с фундаментом, если можно стабилизировать содержание влаги.

Каковы признаки расширения и усадки почвы?

Изменение объема расширяющихся грунтов может привести к серьезным повреждениям бетонных фундаментов и плит перекрытий, а также помещений над ними. Вот наиболее распространенные признаки, на которые стоит обратить внимание:

  • Бетонные фундаментные стены с трещинами или изгибами
  • Трещины в оштукатуренных стенах, особенно в углах
  • Двери и окна, которые приклеиваются
  • Трещины в бетонной плите проезда или гаража
  • Кирпичный шпон, который трескается или расслаивается
  • Утечка воды из подвала
  • Отрыв грунта от стен фундамента

Советы по ограничению количества повреждений

Экспансивные почвы наносят наибольший ущерб при значительных или повторяющихся изменениях влажности. Поэтому лучший способ ограничить ущерб — поддерживать постоянный уровень влажности.

При новом строительстве, где экспансивная почва вызывает беспокойство, предварительное увлажнение почвы перед закладкой фундамента может помочь ограничить дальнейшее расширение после возведения фундамента.

Для существующих домов вы можете контролировать баланс влаги вокруг фундамента в засушливые периоды, установив озеленение фундамента или полив почву с помощью шланга для смачивания. Это помогает стабилизировать движение фундамента, когда глинистые грунты расширяются при чрезмерном насыщении и сжимаются при чрезмерном высыхании.Узнайте больше об озеленении фундамента и поливе на сайте LandscapingNetwork.com.

Связанное чтение: Что насчет почвы?

сигналов в почве | Бета-сайт для NSF

Сводка

В 1935 году президент Франклин Д. Рузвельт заявил: «Нация, которая разрушает свои почвы, уничтожает сама себя». Это утверждение остается верным и по сей день. Почвы формируются сотни лет, но могут быть уничтожены в результате одного события.Они являются природным достоянием, которым часто пренебрегают, несмотря на то, что они являются основой наземных экосистем, поддерживающих производство продуктов питания, экономическое процветание и многие другие услуги, необходимые для человечества. Почвы представляют собой сложные экосистемы, состоящие из органических веществ, минералов, воды, воздуха и миллиардов организмов. Такие экосистемы взаимодействуют с флорой и фауной, которые они поддерживают, опосредуя множество биологических, химических и физических процессов, необходимых для роста растений, производства продуктов питания и волокон, а также для удаления загрязняющих веществ.Грунт также является материалом для фундамента всех конструкций, не опирающихся на скалу, и на несколько порядков является наиболее широко используемым строительным материалом в мире. Почвы являются источником большинства антибиотиков, используемых для борьбы с болезнями человека, контролируют перемещение воды и химических веществ между Землей и атмосферой, а также служат источником и средой хранения таких газов, как кислород, углекислый газ и метан. В силу своей исключительной важности почвы также являются частью нашего культурного наследия.Кроме того, почвы служат основным хранилищем углерода, и эту роль потенциально можно использовать в стратегиях смягчения последствий изменения климата и адаптации к ним. Таким образом, по мере роста населения Земли нам необходимо лучше понимать почвенные экосистемы, которые будут продолжать играть решающую роль в поддержке общества во всем мире.

Национальный научный фонд (NSF), управления инженерии (ENG) и наук о Земле (GEO), отделы интегративных систем организмов (IOS) и биологии окружающей среды (DEB), в Управлении биологических наук (BIO), отдел компьютерных и сетевых систем (CNS) в Управлении компьютерных и информационных наук и инженерии (CISE), Отделе химии (CHE) в Управлении математических и физических наук (MPS), Отделе поведенческих и когнитивных наук (BCS) в Управление социальных, поведенческих и экономических наук (SBE) в сотрудничестве с Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США (USDA NIFA) поощряет конвергентные исследования, которые преобразуют существующие возможности в понимании динамических почвенных процессов, включая почвообразование, посредством достижений. в сенсорных системах и моделировании.Программа «Сигналы в почве» (SitS) способствует сотрудничеству между двумя партнерскими агентствами и исследователями, которых они поддерживают, объединяя ресурсы и финансирование для самых инновационных и высокоэффективных проектов, которые решают их соответствующие задачи. Чтобы добиться революционного прогресса в нашем понимании почв, несколько дисциплин должны объединиться, чтобы создать экологически безопасные новые сенсорные системы с несколькими модальностями, которые могут адаптироваться к различным средам, а также собирать и передавать данные для широкого спектра биологических, химических и физических параметров.Эффективная интеграция данных датчиков будет иметь ключевое значение для достижения лучшего понимания сигнальных взаимодействий между растениями, животными, микробами, почвенной матрицей, а также водными и газообразными компонентами. Новые сенсорные сети могут по-новому информировать модели, радикально изменить способы получения данных из различных природных и управляемых (как городских, так и сельских) экосистем, а также лучше информировать сообщества, которые напрямую зависят от почв как источника средств к существованию и средств к существованию.

Викторина PDH — Фундамент в обширных грунтах

Истинный Ложные 6.
1. Типы повреждений, которые можно ожидать от вздутия грунта фундамента, могут быть следующими:

Деформация и растрескивание тротуаров и плит перекрытий на уровне земли
Трещины в балках, стенах и просверленных шахтах
Застревание и смещение дверей и окон
Отказ Из стали или бетонных плинтусов (или блоков), поддерживающие балки сорта
боковые силы могут привести к увеличению подвала и удерживающих стен

TRUE
2. Что из нижеперечисленного является конструктивными элементами при проектировании фундамента:
Фундамент должен быть построен или заглублен, чтобы защитить конструкцию от повреждения в результате набухания или усадки грунта.
Фундамент должен передавать комбинированные статические и временные нагрузки на фундамент Фундамент должен обеспечивать защиту от цикла замораживания-оттаивания грунта в холодном климате и должным образом противостоять любому химическому или вредному воздействию, такому как сульфаты и другие вредные вещества. материала в почве.
Фундамент должен передавать комбинированные постоянные и временные нагрузки на грунт, не вызывая осадок, не повреждая конструкцию и не снижая ее общей полезности.
Все вышеперечисленное
3. Следующие шаги предпринимаются в процессе принятия решения для правильного выбора фундамента и надстройки.

Исследование участка и грунта
Изучение топографии
Дренаж
Стабилизация грунта
Выбор фундамента и надстройки.

False
4. Если Фонд должен находиться на однородных почвах, подверженных наименьшей набуханию или изменению объема. Следует избегать неоднородностей или значительных боковых изменений слоев почвы. Особое внимание следует уделить адекватному уплотнению засыпных участков, типам засыпки и выравниванию наклонных участков. 5. Неразработанные участки, как правило, не требуют разведки недр.
Существенное дифференциальное вертикальной качки может происходить под структур, построенных на ранее неосвоенных участках, где деревья и другие тяжелые растительности уменьшить испарение влаги. Строительство фундамента над почвой будет иметь тенденцию к дальнейшему увеличению влажности почвы из-за уменьшения испарения влаги с поверхности земли.
True
70457 70457 7. Будущее орошение охвата ландшафтных районов и утечка из будущих канализационных и других водоснабжениях. Следующие разработки сайта могут существенно увеличить почву влаги и вызвать повышение или образование уровня грунтовых вод, если такового ранее не существовало. Заполненные участки также могут осесть, если их не уплотнить должным образом.
Правда
Ложь
8. Отверстия для бурения должны определять геологические и почвенные несоответствия. Расстояние в 50 или 25 футов, а иногда и меньшее расстояние может потребоваться, когда встречаются неустойчивые подземные условия (например, грунты с различной способностью к набуханию, несущей способностью или осадкой). Первоначальные отверстия должны быть расположены близко к углам фундамента, и их количество должно быть не менее трех, если не известно, что грунтовые условия являются однородными. Дополнительные бурения должны быть выполнены в зависимости от площади участка, расположения глубоких фундаментов, таких как пробуренные шахты, и встречающихся грунтовых условий.
TRUE
9. 9. Согласно таблице 4-1 почвы, которые имеют лимит жидкости LL менее 50 процентов, индекс пластичности Pi меньше, чем 25 процентов и натуральные всасывание почвы менее 1,5 их классификации для потенциального набухания:
Низкий
Высокий
10. Грунт основания может расширяться как в вертикальном, так и в поперечном направлении. Вертикальное движение обычно представляет первостепенный интерес, поскольку именно дифференциальное вертикальное движение вызывает наибольшие повреждения вышележащих структур.
True
False
11. 11. Слаб, построенный на земле на поверхности влажного места, может вовремя привести к снижению по краям после долгих засухи или рост большого дерева рядом со строением.
True
12. 12. uplift Edge может возникнуть после строительства на первоначально сухой площадке (рис. 5-3 б)
Верно
Ложно
13. Фундамент конструкции должен быть спроектирован таким образом, чтобы исключить недопустимые деформации фундамента и конструкции.Выбранный фундамент также должен быть совместим с доступными строительными материалами, строительными навыками и строительным оборудованием. Фундамент должен быть спроектирован и построен таким образом, чтобы поддерживать или поддерживать постоянную влажность почвы фундамента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

[an error occurred while processing the directive]