Фундаментные работы

Скалистые грунты считаются самыми надежными. Они достаточно прочны, не проседают и не размываются. Вспучивание в зимнее время таким грунтам не грозит. При строительстве дома на участке со скалистым грунтом можно обойтись без заглубления и возводить фундамент непосредственно на поверхности грунта.

Обломочные, или хрящеватые, грунты содержат обломки камней и вкрапления гравия. Они не размываются и не сжимаются. В условиях таких грунтов рекомендуется устраивать фундаменты с заглублением не более 50 см.

Песчаные грунты, состоящие из мелкозернистых и пылеватых песков, имеют свойство проседать, то есть сильно уплотняться под нагрузкой. Эти грунты не задерживают воду и в зимний период незначительно промерзают. Заглубление фундамента на песчаных грунтах рекомендуется проводить на глубине от 40 до 70 см.

Особого внимания при строительстве заслуживают пылеватые грунты, которые часто называют плывунами. Устраивать фундамент на таких грунтах довольно сложно и опасно. Строительство дома на плывунах лучше всего вести с опытными строителями, предварительно проконсультировавшись с работниками проектной организации.

Суглинистые грунты занимают промежуточное положение между песчаными и глинистыми. В их составе от 3 до 30 % глины. При наличии в грунте менее 10 % глины грунт называется супесчаным, и при повышенном содержании – суглинистым.

Глинистые грунты – наихудший из вариантов, который может встретиться при постройке дома. Грунты такого вида могут сжиматься, размываться и вспучиваться при промерзании. В этом случае глубина закладки фундамента устраивается на всю глубину промерзания.

Следует отметить, что в сухом состоянии глинистые грунты могут служить хорошим основанием (в этом случае их относят к условно непучинистым), а при значительном насыщении водой и при малой плотности становятся довольно жидкими и сильно вспучиваются при промерзании.

Глинистые грунты иногда называют просадочными, так как, находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от строения, они дают просадку.

Различают два вида просадочных грунтов:

– грунты, просадка которых от собственного веса не превышает 5 см;

– грунты, просадка которых от собственного веса превышает 5 см.

Основной причиной неустойчивости или разрушения фундамента является вспучивание некоторых грунтов в зимний период, а это, в свою очередь, связано с глубиной промерзания грунта в районе строительства и с глубиной залегания грунтовых вод.

Сила вспучивания настолько велика, что в состоянии приподнять даже очень большие здания, и справиться с ней можно только в том случае, если будут соблюдены все рекомендации при устройстве фундамента.

Глубина промерзания грунтов

На поведение многих грунтов существенное влияние оказывает уровень подземных вод. В идеале глубина промерзания должна быть меньше глубины залегания грунтовых вод; в том случае, когда показатель глубины промерзания превышает показатель глубины залегания грунтовых вод, отмечается их промерзание, следствием которого является вспучивание грунта.

Если бы вспучивание было равномерным, оно не создавало бы проблем: зимой грунт поднимался бы равномерно, а весной так же равномерно опускался.

Грунты с отрицательной или нулевой температурой, имеющие в своем составе ледяные включения, называют мерзлыми. Если на протяжении нескольких лет мерзлые грунты не подвергались оттаиванию, их называют вечномерзлыми. Вечномерзлые грунты, в свою очередь, делятся на три категории:

– твердомерзлые;

– пластичномерзлые;

– сыпучемерзлые.

В строительных организациях при работе с грунтами учитывают такую их характеристику, как связанность, которая изменяется в зависимости от влажности грунтов. Связанность проверяют углом естественного откоса, который образуется откосом свободно насыпанного грунта и горизонтальной плоскостью.

Во избежание обрушения откосов при копании траншей для фундаментов необходимо правильно определить угол естественного откоса грунтов. Поможет в этом табл. 4.

Таблица 4. Определение углов естественного откоса грунтов (в градусах)

При строительстве дома необходимо учитывать такой фактор, как глубина промерзания грунта, зависящая от географического положения местности. Так, средняя глубина промерзания для следующих городов составляет:

1. Волгоград, Псков, Великие Луки, Смоленск – 1,2 м;

2. Пенза, Саратов, Кострома, Вологда – 1,5 м;

3. Москва, Санкт-Петербург, Новгород, Воронеж – 1,4 м.

Действие грунтов на фундаменты

Как известно, вести строительство можно практически на любом грунте. Примером тому являются дворцы Санкт-Петербурга и здания Норильска. Следовательно, основная проблема заключается в принятии верного технического решения при возведении устойчивого фундамента и в правильном выборе средств, требующихся для строительства.

В первую очередь необходимо установить, как взаимодействуют грунт и фундамент. Дело в том, что не только грунт оказывает воздействие на фундамент, но и фундамент на грунт. Под тяжестью сооружения грунт проседает. Как правило, это происходит в первые два года после строительства (рис. 13).

Рис. 13. Проседание грунта: а – сила тяжести; б – сила сопротивления.

Невозможно полностью исключить просадку грунта, поэтому перед строителями ставится задача сделать ее равномерной, в противном случае возможно опущение одной части дома на 10, другой – на 5, третьей – на 25 см. Подобный перекос дома не только приводит к образованию трещин, но и грозит полным разрушением дома.

Как уже говорилось ранее, основной причиной движения грунта и перемещения фундамента является действие сил морозного пучения. Насыщенные водой грунты при замерзании увеличиваются в объеме, иначе говоря, вспучиваются, сжимают фундамент и выталкивают его (рис. 14).

Рис. 14. Выталкивание фундамента под действием сил морозного пучения: а – сила тяжести; б – сила морозного пучения.

Нередко действие сил морозного пучения на фундамент столь велико, что происходит разрушение здания, например, нижняя часть фундамента отделяется от верхней (рис. 15).

Рис. 15. Разрушение фундамента под действием сил морозного пучения: а – сила тяжести; б – сила сопротивления грунта; в – сила морозного пучения.

Худший вариант – опрокидывание фундамента вместе с домом. Это часто происходит при боковых смещениях пластов грунта, особенно в тех случаях, когда дом располагается на холме (рис. 16).

Рис. 16. Опрокидывание фундамента вместе с домом.