Осадка фундамента — это его естественное снижение под действием тяжести здания и воздействия окружающей среды, в то время как просадка происходит из-за изменений в грунте, таких как уплотнение или усадка. Эти процессы могут быть временными или постоянными и их важно учитывать при проектировании и возведении зданий.
Причинами осадки могут быть как отсутствие должного расчета при закладке фундамента, так и изменение уровней грунтовых вод, а просадка чаще всего связана с нехваткой влаги в заболоченных или глинистых почвах. Недостаточная прочность или нерегулярный уход за зданием могут привести к различным проблемам, включая трещины в стенах и перекосы. Поэтому мониторинг состояния фундамента является важной частью эксплуатации любого строения.
Понятие об основаниях. Естественные и искусственные основания. Классификация грунтов. Осадка и просадка фундаментов
Основанием называется массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от здания. Основания бывают двух видов: естественные и искусственные.
Естественным основанием называют грунт, залегающий под фундаментом и способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от возведенного здания.
Искусственным основанием называют искусственно уплотненный или упрочненный грунт, который в природном состоянии не обладает достаточной несущей способностью по глубине заложения фундамента.
Грунты разнообразны по составу, структуре и характеру залегания. Принята следующая строительная классификация грунтов:
Скальные – залегают в виде сплошного массива (граниты, кварциты, песчаники и т.д.) или трещиноватого слоя. Они водоустойчивы, несжимаемы и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны.
Крупнообломочные – несвязные обломки скальных пород с преобладанием обломков размером более 2 мм (свыше 50%). К ним можно отнести гравий, щебень, гальку, дресву. Эти грунты являются хорошим основанием, если под ними расположен плотный слой.
Песчаные – состоят из частиц крупностью от 0, 1 до 2 мм. В зависимости от крупности частиц пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее и чище пески, тем большую нагрузку может выдержать слой основания из него. Сжимаемость плотного песка невелика, но скорость уплотнения под нагрузкой значительна, поэтому осадка сооружений на таких основаниях быстро прекращается. Пески не обладают свойством пластичности.
Частицы грунта крупностью от 0, 05 до 0, 005 мм называют пылеватыми. Если в песке таких частиц от 15 до 50 %, то их относят к категории пылеватых. Когда в грунте пылеватых частиц больше, чем песчаных, грунт называют пылеватым.
Насыпные – образовавшиеся искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки и т.п. Обладают свойством неравномерной сжимаемости, в большинстве случаев их нельзя использовать в качестве естественных оснований под здания. В практике встречаются также намывные грунты, образовавшиеся в результате очистки рек и озер. Эти грунты называют рефулированными насыпными грунтами. Они являются хорошим основанием для зданий.
Плывуны – образуются мелкими с илистыми и глинистыми примесями, насыщенными водой. Они непригодны как естественные основания. Основания должны обеспечивать пространственную жесткость и устойчивость здания, поэтому нормами предусмотрены допустимые величины осадок здания (80-150 мм в зависимости от вида
Просадки могут произойти при недостаточной мощности слоя грунта, принятого за основание, если под ним располагается грунт, имеющий меньшую прочность (более слабый грунт). Оползни грунта могут произойти при наклонном расположении пластов грунта, ограниченных крутым рельефом местности.
Главное внимание при проектировании уделяется вопросу обеспечения равномерности осадок. При этом необходимо прежде всего учитывать, что нагрузка от здания может вызвать разрушение основания при его недостаточной несущей способности. С другой стороны, основание может и не разрушиться, но осадка здания окажется столь неравномерной, что в стенах здания появятся трещины, а в конструкциях возникнут усилия, способные привести к аварийному состоянию всего здания или его части.
Общие сведения о фундаментах
Фундамент — нижняя (подземная) часть здания, предназначенная для принятия нагрузок от надземных конструктивных элементов (в том числе и собственного веса) и передачи этих нагрузок на основание.
— по конструктивному решению
Подразделяются на ленточные (в виде непрерывных подземных стен или железобетонных перекрестных балок, столбчатые, устраиваемые под стены и колонны; сплошные – безбалочные и ребристые; свайные.
— по характеру статической работы
Под действием нагрузки фундаменты различают: жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия.
-по материалу
Фундаменты выполняют из естественных материалов (дерево — во временных постройках, бутовый камень), и из искусственных материалов (бутобетон, бетон сборный или монолитный, железобетон.
В настоящее время предпочтение отдают бетонным и железобетонным фундаментам
-по заглублению в грунт
Различают фундаменты мелкого заложения (менее 5 м) и глубокого (более 5 м). Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100-200 мм и не менее 0, 7 м; под внутренние стены не менее 0, 5 м.
— по способу возведения
Фундаменты бывают сборными и монолитными
Ленточные фундаменты
Отдельностоящие фундаменты. Конструкция фундаментов из сборного и монолитного железобетона, бетона, бутобетона.
Ле́ нточный фундамент представляет собой замкнутый контур (ленту) – полосу из железобетона, укладываемую под всеми несущими стенами здания и распределяющую вес здания по всему своему периметру. Таким образом, оказывая сопротивление силам выпучивания почвы, избегая проседания и перекоса здания.
По конструктивным особенностям ленточные фундаменты бывают:
монолитные, которые выполняются непосредственно на строительной площадке;
сборные, которые выполняются из железобетонных типовых блоков произведенных на заводе и смонтированных на строительной площадке при помощи крана. Сборные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных блоков.
В зависимости от величины нагрузки различают мелкозаглубленный и заглубленный ленточный фундамент. Мелкозаглубленный и заглубленный ленточный монолитный фундамент представляют собой горизонтальную жесткую железобетонную раму, которая идёт по всему периметру здания, что обеспечивает устойчивость дома в условиях слабопучинистых и пучинистых грунтов. При этом достигается рациональное соотношение «прочность – экономичность». Затраты бюджета на такой фундамент составляют 15-18%. от стоимости всего строительства.
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты возводят под колонны и столбы. В массовом строительстве нашли широкое применение сборные бетонные и железобетонные отдельностоящие фундаменты. В индивидуальных проектах применяют монолитные бетонные и железобетонные отдельностоящие фундаменты.
В малоэтажных деревянных и кирпичных зданиях находят применение деревянные и каменные столбчатые фундаменты.Сборные бетонные отдельностоящие фундаменты проектируют из элементов заводского изготовления: плит фундаментов под колонны (ФП) или фундаментных блоков (Ф), подколонников (КН), башмаков под колонны (БК), траверс (ФТ или ТС) и фундаментных балок (БФ). Элементы монтируют на цементном растворе.В зависимости от нагрузки под колонну устанавливают фундаментную плиту расчетной площади (при необходимости несколько).
На плиту устанавливают под-колонник или башмак стаканного типа. При установке нескольких плит их объединяют траверсой. Для устройства самонесущих стен устанавливают фундаментные балки, передающие нагрузки от стен на отдельностоящие фундаменты. Колонны можно крепить к траверсам или подколенникам или устанавливать в башмаки.
При строительстве монолитного ленточного фундамента используется опалубка, устанавливаемая в вырытый котлован. Если фундамент железобетонный, то перед заливкой бетоном по всему периметру ставятся сваренные или связанные между собой горячекатаная арматура периодического сечения, это позволяет увеличить прочность конструкции при растягивающих нагрузках на пучинистых грунтах. Бетон заливают ровным слоем по всему периметру фундамента и уплотняют трамбованием.
Сборные блочные фундаменты — это соединенные между собой бетонные или железобетонные блоки, укладываемые на раствор и стянутые толстой стальной проволокой. Такой фундамент надежен и быстро возводится, но стоимость фундамента немалая. Он состоит из двух элементов: подушки и железобетонных блоков прямоугольной или трапецеидальной формы.
Его возводят на тщательно утрамбованной песчаной подготовке толщиной 150 мм. При строительстве на слабых грунтах в сборных фундаментах для повышения жесткости устраивают железобетонные пояса толщиной 100-150 мм или армированные швы толщиной 30-50 мм. Их размещают между подушкой и нижним рядом фундаментных блоков, а также на уровне верхнего обреза фундамента.
Кирпичные фундаменты по долговечности и скорости возведения уступают монолитным. Кладут такой фундамент из рядового полнотелого красного влагостойкого кирпича.
Растворы, применяемые при кладке кирпича, подбирают в зависимости от расчетной нагрузки на фундамент и грунтовых условий.
Бутовые фундаменты — при их строительстве используют бутовые камни, которые плотно стыкуются друг с другом. Характерными особенностями бутового фундамента являются надежность, прочность, долговечность. Этот фундамент требует наибольших затрат, поскольку камни придется точно подбирать и подгонять.
Применение бутового камня оправдано на влажных грунтах, так как они не пропускают влагу. Бутовые фундаменты рекомендуется выполнять для зданий со стенами из кирпича, керамических камней и других мелкоштучных материалов. Для таких стен требуется непрерывная опора на всем протяжении.
Важной предпосылкой для выбора этого вида фундамента является наличие бутового камня как местного материала. При необходимости заглубления подошвы фундамента более чем на 70 см в нижней части рекомендуется устраивать подушку из крупного песка, гравия или щебня. Песчаные подушки не следует применять в макропористых грунтах. Во влажных грунтах песчаные подушки необходимо устраивать ниже глубины промерзания грунта
Бутобетонный фундамент возводится из смеси раствора и бутовых камней мелкого и среднего размеров. При строительстве фундамента обязательно используется опалубка. Технология кладки заключается в чередовании операций по укладыванию слоев бутового камня, их уплотнению, проливанию между ними связующего бетона на мелком заполнителе (щебень, мелкий гравий, песок).
Свайные фундаменты
Осадка в строительстве
Оса́дка в строительстве, медленное понижение (оседание) грунтового основания в результате его уплотнения , вызванного передачей нагрузки от сооружения. Зависит от свойств грунта, действующих нагрузок, типа, размеров и конструкции фундаментов зданий и сооружений и др. Осадка обычно происходит неравномерно во времени; быстро протекающую значительную осадку, сопровождающуюся коренным изменением сложения грунта, называют просадкой .
Осадка проявляется в основном сразу же после начала строительства здания или сооружения и продолжается в течение периода строительства, когда нагрузка на основание постепенно повышается, а В течение некоторого времени по окончании строительства, после чего происходит её стабилизация. Различают осадку равномерную (части здания оседают с одинаковой скоростью и на одинаковом уровне) и неравномерную; неравномерная осадка часто становится причиной нарушения условий нормальной эксплуатации сооружений, иногда аварий. Неравномерная осадка должна быть меньше предельно допускаемой, которую устанавливают исходя из конструктивных особенностей возводимого сооружения и эксплуатационных условий. Определяющими факторами неравномерной осадки сооружений являются возможность локального увлажнения макропористых отложений лёссовых грунтов , наличие карстовых пустот, засолённость грунтов , динамическая и сейсмическая чувствительность водонасыщенных песчаных оснований и др.
Осадка сооружения с основанием из скального грунта незначительна (скальные грунты практически несжимаемы при тех величинах нагрузок, которые обычно имеют место в гражданских и промышленных зданиях и сооружениях). Осадка сооружения, основание которого представлено более слабыми и сжимаемыми (нескальными) грунтами, обусловливается проявлением развивающихся во времени объёмных деформаций грунта, которые обычно связаны с его дополнительным уплотнением под воздействием сжимающих напряжений (сверх природной плотности в основании сооружения или насыпи, полученной при её послойной отсыпке и уплотнении, обычно катками). Осадка (величина, характер, длительность развития) и степень её опасности для самого сооружения зависят от множества факторов; среди них: степень допустимого безопасного развития в грунтовом основании зон предельного состояния; объёмные сжимающие напряжения (в зависимости от массы сооружения и с учётом заглубления его фундамента) в активной зоне основания (определённая толщина грунта под основанием), превышающие ранее существовавшие до постройки сооружения сжимающие природные (т. н. бытовые) напряжения; способность грунтов в активной зоне (в соответствии со своими индивидуальными компрессионными и консолидационными свойствами) увеличивать свою плотность (сжиматься), определяемую на стадии проведения инженерно-геологических исследований; условия дренирования грунтовой толщи оснований сооружений, существенно влияющие на скорость уплотнения влажных глинистых грунтов и др.
Ускорение осадки и скорейшее её завершение обычно достигается при увеличении нагрузки на основание сооружения (в пределах допустимой её величины), а также при устройстве вертикальных дрен, прорезей, дренирующих прослоек и др., уменьшающих пути фильтрации отжимаемой воды из грунтов. Прогноз развития осадки и времени её завершения осуществляется, как правило, на базе фильтрационной теории консолидации (с учётом реологических свойств грунтов).
Описание особенностей процесса изменения свойств основания под зданиями и сооружениями
Движение грунта под фундаментом может повлиять на участок, на котором стоит здание. Пучение, оползень, осадка и усадка могут нанести ущерб имуществу и расстроить его владельцев и/или жильцов.
Рекомендации часто ссылаются на "особенности участка", когда говорят о причине наземного движения конструкций.
На что мы смотрим в первую очередь?
Одна из первых вещей, на которую мы должны обратить внимание, — это вероятная причина движения грунта, которое нанесло (или всё ещё наносит) ущерб имуществу. Существует четыре основных вида грунтового движения: вспучивание (набухание), оползень, усадка и осадка (чаще неравномерная).
Определения типов наземного движения:
Движение грунта под зданием вверх в результате расширения грунта.
Движение вниз по наклонной местности.
Усадка (также известное как консолидация или уплотнение)
Движение вниз в результате сжатия грунта под весом здания в течение нескольких лет после строительства.
Осадка (также известное как просадка)
Земля под зданием проседает, затягивая за собой фундамент здания. Обычно это происходит, когда земля теряет влагу и сжимается, либо наоборот вымывается активным движением влаги. Причин этому явлению может быть множество и ниже мы рассмотрим их подробнее.
Неравномерная осадка (просадка)
Случаи оседания могут быть сложными, требующими экспертных доказательств и технических данных. Нам нужно изучить симптомы проблемы, чтобы выяснить, что ее вызвало. Проседание обычно вызывается одной или несколькими из следующих ситуаций:
Пучение или усушка глины (глинистого основания)
Иногда простое дерево является причиной конструктивных проблем с фундаментом. В этом случае инструкция специалиста по лесоводству — наиболее подходящее средство, которое может включать обрезку кроны дерева, обрезку корневой системы, прореживание или даже полное удаление. Установка корневых барьеров может остановить проникновение корней, но многие эксперты не считают их эффективными или экономичными.
Значительная или длительная утечка воды, например, из лопнувших или протекающих труб, может промыть и смыть мелкие частицы подстилающего грунта. Когда это происходит, объем грунта под объектом уменьшается, и фундамент объекта проседает. Утечка воды также может привести к размягчению подстилающего грунта, что снизит его способность выдерживать вес объекта и приведет также к проседанию фундамента объекта.
Особенности грунтового участка
Особенностью может являться эрозия подстилающего грунта, приводящая к образованию подземной пещеры. В конечном итоге это может привести к оседанию участка выше или поблизости. Также особенностью можно назвать регулярное колебания уровня грунтовых вод.
Добыча полезных ископаемых
Здания иногда проседают в результате обрушения подземных шахт, даже давно заброшенных.
Каждое здание будет оседать на небольшую величину в течение короткого времени после его постройки из-за веса здания, уплотняющего землю под его фундаментом – это усадка.
Уплотнение земли может усугубляться из-за:
- не подходящий по проекту грунт
- неподходящий материал, используемый строителями при стабилизации грунта
- недостаточное уплотнение подготовленного грунтового материала
- не подходящий способ подготовки грунта перед началом строительства
Любой из этих факторов может привести к значительному смещению несущих конструкций или плит перекрытия вниз и повреждению имущества.
Разлагающаяся органика в земле
По мере разложения органического содержания грунт теряет объем и упругость. Это приводит к движению вниз или самоуплотнению участка со смещением конструкции вниз.
В следующих статьях мы продолжим разбирать случаи обращения к нам с комментариями и общими выкладками.
