Как взять пробу грунта для анализа фундамента

Для взятия пробы грунта для анализа фундамента необходимо выбрать несколько мест в пределах строительного участка, где планируется заливка фундамента. С помощью лопаты или бурового инструмента аккуратно извлеките образцы почвы на глубину около одного метра, чтобы учесть наиболее актуальные характеристики грунта. Обратите внимание на состояние и структуру слоя, а также наличие воды или органических примесей.

Собранные образцы следует помещать в чистые контейнеры и маркировать, указывая место и глубину забора. Показатели грунта будут важны для определения его типа, прочности и других характеристик, что позволит выбрать оптимальные решения для конструкции фундамента, соответствующие условиям участка.

Как правильно производить забор проб грунта для проведения строительных испытаний

Остров Одайба может похвастаться богатой инфраструктурой. Здесь есть небоскребы, парки с цветниками, широкие променады, уменьшенная копия статуи Свободы, морской порт. Но известен он, в большей степени, не этим. В 1950-х годах прошлого века японцы построили остров Одайба искусственным образом, буквально из мусора.

Несгораемую золу из отходов плавили при температуре 1 200℃, охлаждали, прессовали в блоки, опускали их на морское дно, покрывали грунтом, в который закапывали химически обработанный пепел и измельченный мусор, а потом землей. Пожалуй, это один из тех редких примеров, когда перед началом строительства не было необходимости производить забор проб грунта для проведения строительных испытаний и контролировать качество его уплотнения непосредственно под фундаментами зданий, дно акватории исключать нельзя. Во всех остальных случаях еще перед проектированием здания или сооружения необходимо провести анализ грунта, что определить его определить физико-механические свойства.

Важные выписки из ГОСТ 12071 — 2014
Какую информацию должен содержать Акт забора проб грунтов
Методики и инструменты отбора проб грунтов, их упаковка, транспортировка и хранение

Важные выписки из ГОСТ 12071 — 2014

Нормативные указания данного ГОСТа распространяются на все виды грунтов и устанавливают требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства. Т.е., по сути, помогают грамотно произвести все подготовительные мероприятия перед лабораторными испытаниями. Это залог того, что исследования на прочность и другие характеристики будут произведены корректно, проектировщик заложит необходимые нагрузки, а построенное здание будет эксплуатироваться без просадок весь проектный срок и даже дольше.

Кстати, пробы грунта берут не только в случаях нового строительства, но также:

при обследовании фундаментов и оснований;
при обследовании аварийных зданий;
при обследовании объектов незавершенного строительства;
перед реконструкцией,

поскольку грунты имеют свойство меняться с течением времени из-за негативных антропогенных факторов, частично размываться даже при грамотной отсыпке и уплотнении из-за изменений влажности и подземных течений. К тому же, любые изменения в функционале здания или сооружения, его высотности и прочих параметрах, ведут к неизбежному изменению нагрузок на грунты, которые необходимо пересчитывать. Именно поэтому на маленьком образце лежит такая большая ответственность.

Соблюдать все требования и нормы данного ГОСТа необходимо для получения максимально точных и достоверных результатов. И, наоборот, несоблюдение технологии отбора ведет к ошибкам и неправильным выводам еще на стадии проектирования, а значит повлияет на прочность и срок службы будущего здания.
Форма и размеры забираемых образцов грунта зависит от целей испытаний и избранных для этого методик. Однако существует минимальный размер, который равен пятикратному размеру максимальной фракции грунта. В любом случае размеры образцов должны быть достаточными для выполнения необходимого комплекса лабораторных работ по определению состава, состояния и свойств грунта.
Количество образцов зависит не только от целей и методики, но также от застраиваемой площади. Керны вырезают из трех разных точек на каждый 200 кв. м. территории. Если грунт при этом уплотняют, то — в шахматном порядке через каждые 20-40 метров.
Образцы-керны должны иметь естественную влажность или искусственную водонасыщенность. Образцы грунта естественной влажности испытывают непосредственно после их изготовления. Значение водонасыщенности искусственно приготовленных проб зависит от программы испытаний.
Проба должна быть характерной для того слоя, из которого она взята, и не содержать случайных включений и загрязняющих примесей.
Сразу после отбора образцы должны быть ориентированы, т.е. необходимо отметить верхний край.
Данные о взятых пробах: дате, расстоянии от оси здания и номера цилиндров, заносят в полевой журнал контроля.
Отдельные правила для мерзлого грунта. Его требуется отбирать при отрицательной температуре окружающего воздуха, а в теплое время года — при условии их немедленной теплоизоляции и доставки в хранилище с отрицательной температурой воздуха. К тому же мерзлый грунт забирают обычно в форме куба с минимальным размером стороны не менее 10 см — для глинистых и песчаных грунтов, не менее 20 см — для дресвяных и гравийных грунтов и не менее 30 см — для щебнистых и галечниковых грунтов.

Какую информацию должен содержать Акт забора грунтов

После окончанию полевых работ составляется Акт забора проб грунта. В нём указываются:

порядковый номер образца-керна;
дата и время забора;
цель забора и наименование объекта (участка местности);
наименование лаборатории или иной организации, которая проводила работы;
используемые инструменты;
тип пробы;
сведения об упаковке;
условия и глубина забора образца и его краткое описание;
ГОСТ или иной нормативный документ, регламентирующий забор проб;
отметка о передаче керна в испытательную лабораторию;
дополнительные сведения, в случае необходимости.

Упакованные образцы грунта, доставленные в лабораторию без такой документации, принимать на хранение и производство лабораторных испытаний запрещается.

Методики и инструменты отбора проб грунтов, их упаковка, транспортировка и хранение

Существуют три метода, по которым производится забор проб грунта для образцов: бороздовой, валовый и точечный. Точечный метод используют чаще остальных, как для изучения строительных возможностей грунта, так и в ходе работ по уплотнению песчаного основания, когда стройплощадку уже готовят к возведению нулевого цикла. Первые два метода – только при изучении возможности использования грунта в качестве строительной площадки или стройматериала, при разведывательных работах. Выбор того или иного метода зависит от состава, состояния и свойств грунта, а также цели предполагаемого исследования. Давайте чуть подробнее разберем каждый метод.

Точеный метод отбора образцов применяется в тех случаях, когда объем отбираемых образцов несоизмеримо мал по сравнению с объемом изучаемого массива грунта (на три порядка и более). Он заключается в том, что из грунтового слоя забирают один или несколько образцов относительно небольшого размера, минимум из трех разных точек на размеченной специальной сеткой территории.

При бороздовом методе по всему опробуемому пласту (либо вкрест, либо по простиранию слоев) делают борозды, из которых отбирают грунт для пробы. Методика считается целесообразной при отборе образцов сильно выветренных скальных и крупноблочных грунтов.

Валовый метод подразумевает, что на лабораторный анализ отправляется вся взятая из выработки порода.

Следует также обратить внимание, что данные методические рекомендации не предназначены для отбора проб со льда или вечномерзлых грунтов.

Кстати, забор проб грунта каждого вида, согласно ГОСТ 12071 – 2014, производится своим инструментом инструмент:

для прочных скальных пород – одинарная или двойная колонковая труба;
для скальных пород низкой плотности – двойная колонковая труба;
для дисперсных, крупнообмолочных пород – желонка;
для плотных и рыхлых песков – забивной стакан, режущее кольцо или одинарная колонковая труба, нож;
для глинистых грунтов и суглинков – забивной стакан, виброзонт или двойная колонковая труба;
для минеральных грунтов – буровая ложка или виброзонт;
для торфов и органических почв – буровая ложка;
для мерзлых грунтов – забивной стакан, одинарная или двойная колонковая труба

Процесс упаковки образцов называется консервированием.

Самым простым и чаще всего используемым способом является укладка очищенного грунта в жесткую деревянную или металлическую тару, которая сможет обеспечить хранение мелких частиц. Образцы укладывают в один ряд. В случае необходимости сохранения влажности используют в специальные стеклянные бюксы с плотно закрывающейся крышкой. Важно изолировать грунт от атмосферного воздействия. Этикетку с описанием грунта укладывают непосредственно в тару или на тару приклеивают.

Втором способом является парафинирование. Оно применяется гораздо реже, в силу трудоемкости, в тех случаях, когда образцы транспортируются в деревянных ящиках, в опилках. Для парафинирования используют смесь, состоящую из двух частей парафина и одной части гудрона. Смесь подогревают до температуры 60-65 ℃ и пропитывают ею марлю, в которую туго заматывают образцы в три слоя.

Общая толщина слоя парафина должна составить 1-1,5 см. До парафинирования на верх образца кладут информационную этикетку, завернутую в кальку, которую также покрывают парафином.

Отдельное внимание уделяют образцам мерзлого грунта. Его специальным образом герметизируют, чтобы не допустить разморозки и сколов. Для этого образцы укладывают в специальные термосы, состоящие из наружного и внутреннего деревянных ящиков, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Также допускается использовать мобильные морозильные камеры и современные изотермические контейнеры. Зазоры между образцами и стенками тары заполняются влажными опилками и составляют 3-4 см.

После упаковки и регистрации пробы грунта должны быть тут же отправлены в строительную лабораторию или в соответствующее место хранения.

Правил транспортировки образцов грунта немного:

В процессе транспортировки образцы не должны подвергаться резким динамическим и температурным нагрузкам и перепадам.
При транспортировке на дальние расстояния, например, в ж/д вагонах, тара должна содержать надписи: «верх», «не бросать», «не кантовать».
В лабораторию, расположенную вблизи места отбора, образцы допускается транспортировать без ящиков, но с обязательным соблюдением мер зашиты от повреждения изоляционного слоя образцов.
Образцы, имеющие повреждения при транспортировке, не должны приниматься к проведению лабораторных исследований.

В большинстве случаев, доставленные в лаборатории образцы грунта почти сразу будут использованы для проведения исследований, чтобы не затягивать и не останавливать строительный процесс. Сроки хранения немерзлых образцов грунта составляют максимум 1,5 месяца и 1 месяц – для хранения мерзлых образцов. В тех случаях, когда керны на некоторое время «ложатся на полки», экспертам лаборатории следует руководствоваться следующими нормами:

Точно также, как при транспортировке, образцы не должны подвергаться резким динамическим и температурным нагрузкам и перепадам.
В помещении, предназначенном для хранения, должен поддерживаться температурно-влажностный режим (от -2℃ до +20℃ при влажности 50-50%).
Образцы не должны касаться как друг друга, так и стоек полок.
Образцы должны размещаться на полках нижней поверхностью (вспомните про ориентацию), в один ярус и таким образом, чтобы этикетки находились сверху. Кроме этикетов сверх ничего не должно находится.
Мерзлый грунт следует хранить в морозильных камерах.
Образцы, имеющие повреждения при хранении, не должны приниматься к проведению лабораторных исследований.

Как провести анализ грунта на участке перед выбором и укладкой фундамента?

Фундамент – основа любого строения, принимающая на себя основные нагрузки от крыши, стен, перекрытий, всего содержимого в доме, его жителей и даже частично от погодных условий. Без осознания всей серьезности подхода к выбору верного типа фундамента для прочности и долговечности всей конструкции строительство лучше даже не начинать.

В противном случае, если вы, например, выберите точно такой же фундамент, как и у соседа или знакомого, ваше строительство может закончится весьма плачевно или будет стоить очень дорого в плане иборьбы ошибок. Даже если соблюдено тождество в общей площади, этажности, типе стен, крыши, если всё – «как у соседа», то это не означает, что у вас одинаковый тип грунта, уровень грунтовых вод, влажность грунта.

Ниже на рисунке показано, что происходит со зданиями или строениями из-за невнимательности, небрежности строителей / проектировщиков и некорректном выборе типа фундамента, категорически неподходящего к начальным критериям.

Большие нагрузки на фундамент и грунт

Только представьте какую колоссальную нагрузку принимает на себя фундамент, а далее перераспределяет ее на почву, на которой он установлен. Чтобы вам было проще «прикинуть», приведем таблицу для определения приблизительной нагрузки на фундамент:

Анализ грунта на участке – своими силами или заказать инженерно-геологические изыскания?

Сначала ВСЕГДА нужно провести оценку грунта, ее возможно выполнить несколькими способами:

На заказ в компании, которая занимается геологическим исследованием грунта (не путайте геодезию и геологию). Это недешево, многие отказываются от такой статьи затрат. Инженеры таких компаний исследуют рельеф, сезонные изменения, физико-механические свойства грунтов в лабораторных условиях, проводят сдвиговые (сцепление частиц между собой) и компрессионные испытания (макс нагрузки). Также проводят исследования грунтовых вод – уровень, хим. анализ, состав, кислотность. В итоге составляют рекомендации для устройства или укрепления грунта перед строительством, рассчитывается его несущая способность. Кстати, проба грунта обязательно берется не в одном месте, а по периметру будущего дома или строения, чем больше таких точек забора грунта – тем выше стоимость. Перечень выполняемых работ зависит от этажности и масштабности вашей постройки — большая нагрузка требует более точных подробных расчетов. Вот пример одного из исследований:

В идеальном варианте правильно сначала сделать площадную съемку геофизическим методом исследования естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ), затем по ее данным пробурить в конкретных местах с помощью геологов скважины, далее исследовать пробы в лаборатории и так далее. Что такое площадная съемка и для чего она нужна? Обычно бурят шурфы или скважины, как правило, вслепую, по пятну будущей застройки. Таким образом вполне вероятно пропустить плывун или другой сложный тип грунта. Площадная съемка дает возможность увидеть, как массив грунта, разуплотнение его, так гидрогеологию — водные динамические процессы, о которых не расскажет простой замер уровня грунтовых вод. Этот метод можно сравнить с рентгеном, только исследуется не организм человека, а участок, производится поиск аномалий напряженно — деформированного состояния.
Самостоятельно, что достаточно сложно. Не забудьте, что недостаточно покопать лопаткой на метр, следует сделать 3-4 шурфа как минимум в разных местах, на которые будет опираться будущая постройка (пятно застройки). Шурфы желательно сделать хотя бы на 4-5 метров, а если планируется подвал или цокольное помещение – то глубже. На заметку, бур геолога может пробурить скважину на глубину до 10 метров, нанять его в частном порядке не так дорого.
У буровиков, как бюджетная альтернатива – можно заказать в компании бурение скважины на воду и совместить с собственноручным анализом почвы (или заказать лабораторное исследование). Лучше буровым специалистам сразу сказать, что вы ходите изучить грунт, чтобы они записали детально извлекаемые породы. Можно пригласить геолога в частном порядке, для определения типа почвы из скважины, её влажность, пластичность — в полевых условиях.

Зачем такие сложности? Почему нельзя вскопать лопатой пару метров и посмотреть, что за грунт? Потому, что бывают частые сложные случаи, например, может оказаться, что верхний двух– или метровый слой – твердый суглинок, а под ним 4 метра суглинка, но текучего. А еще существуют просадочные грунты, плывуны, о которых речь пойдет ниже в разделе, посвященном описанию грунтов.

Что мы посоветуем? Конечно, самый безопасный вариант – заказать полноценный комплекс инженерно-геологических изысканий в уважаемой компании с первоклассными геологами, но иногда выбирать не приходится. Например, если город маленький, там такой организации попросту может не оказаться, либо стоимость подобных услуг слишком высока для частного застройщика, тогда только один вариант – сделать хотя бы часть работы самостоятельно. Все же лучше – чем просто сделать фундамент без каких-либо изучений грунта.

Если вы планируете возводить тяжелые стены (бетон, камень), всегда перезакладывайте несущую способность грунта в сторону уменьшения – то есть перестраховывайтесь по надежности грунта, и не экономьте на материалах – особенно на арматуре.

Таким образом, вы убережете себя от больших сложностей, заказав минимальные лабораторные исследования на физико-механические свойства грунта и потратив больше денег на увеличение запаса несущей способности грунта; зато не будете тратить большие суммы в дальнейшем на заделывание трещин в стенах, крыше, менять окна, двери, ремонтировать фундамент.

Упрощенные геологические изыскания или самостоятельный анализ грунта

Итак, если вы решили обратиться в компанию и заказать геологическое исследования вашего участка, тут все просто – звоните и договариваетесь.

Каков алгоритм действий для тех, кто хочет сэкономить несколько десятков тысяч?

Делаем 2-4 шурфа по пятну застройки границы вашего будущего дома на участке, там, где вы планируете возводить дом. Для чего их несколько, а не один: грунт неоднороден, динамичен, и может так получиться, что в том месте, где вы возьмете одну единственную пробу, окажется неплохая его структура, а опирание фундамента в конечном итоге произойдет на неоднородную основу, на сложный грунт, что вызовет повреждения всего дома. Конечно, это все равно получается выбор места для забора грунта вслепую.

Получившуюся скважину можно приспособить под септик, колодец, или под уличный туалет, или можно сразу заказать бурение скважины на воду и аккуратно взять пробу грунта из нее.

На какую глубину делать шурфы для отбора грунта? Еще раз повторимся, что 4-5 метров – это вообще минимум. Можно пригласить к вам на участок геолога в частном порядке, его ручной бур берет на 10 метров.

Отобранные пробы грунта, только обязательно с ненарушенной структурой для точной оценки. Можно позвонить в местную лабораторию и узнать подробности отбора грунта для его дальнейшей оценки – стоимость анализа 1 пробы, какой трубой, и другие подробности.

После отбора нужно отнести пробы в лабораторию, или же можете самостоятельно оценить состав грунта, его характеристики, несущую способность (вряд ли вы сможете сделать это более-менее точно, лучше не экономить и по возможности отнести в лабораторию). Что вам смогут определить лабораторных условиях?

Определят тип грунтов на вашем участке, изучат их механические свойства – то, как они будут себя вести под нагрузкой.

Как трактовать все эти показатели? Проще всего: договоритесь с каким-нибудь геологом (например, в частном порядке, это опять же недорого), он сможет все расшифровать и сделать важные для вас выводы. Вы можете и самостоятельно научиться вычислять расчетное сопротивление грунта. Лучше доверить хотя бы часть работы профессионалам.

Мы советуем заказывать инженерно-геологические изыскания или хотя бы заказать отдельно анализ проб в лаборатории + консультацию геолога – в зависимости от ваших фин.возможностей. Последний вариант обойдется вам в районе десяти тысяч, зато сэкономит вам кучу времени, к тому же точные расчеты произвести самостоятельно очень сложно, практически невозможно, доверьте хотя бы часть работы профессионалам.

Если вы уже определили тип грунта на участке, мы предлагаем вам рассчитать фундамент с помощью наших эффективных онлайн-калькуляторов!

Отбор проб грунта

Отбор проб грунта является важной процедурой в области геологии, строительства и экологии. Этот процесс позволяет исследовать состав почвы, определить ее свойства и потенциальное воздействие на окружающую среду. В данной статье мы рассмотрим важность отбора проб грунта, методы его осуществления и применение результатов этого исследования.

Отбор проб грунта: Важность и необходимость

Понимание состава почвы

Одной из ключевых причин отбора проб грунта является получение информации о его составе. Анализ проб грунта позволяет определить наличие различных компонентов, таких как минералы, органические вещества и микроорганизмы. Эта информация играет важную роль при планировании строительства, разработке сельскохозяйственных проектов и изучении экосистем.

Определение физико-химических свойств грунта

Отбор проб грунта позволяет провести анализ его физико-химических свойств. Это включает измерение pH-уровня, содержания питательных веществ, плотности, влажности и текстуры почвы. Эти данные являются основой для принятия решений в области сельского хозяйства, лесного хозяйства, ландшафтного дизайна и экологии.

Оценка загрязнения почвы

Еще одной важной областью применения отбора проб грунта является оценка степени загрязнения почвы. Анализ проб грунта позволяет обнаружить наличие тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов и других загрязнителей. Это помогает оценить потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды, а также разработать стратегии по очистке и ремедиации загрязненных участков.

Методы отбора проб грунта

Метод образцовой ямы

Один из наиболее распространенных методов отбора проб грунта — метод образцовой ямы. В этом методе грунт извлекается из ямы, которую предварительно выкапывают. Глубина ямы может варьироваться в зависимости от целей исследования. Преимуществом этого метода является возможность получить пробы из разных горизонтов грунта.

Метод бурения скважины

Еще одним распространенным методом отбора проб грунта является метод бурения скважины. В этом случае специальное буровое оборудование используется для проникновения в глубину грунта. Пробы забираются с помощью специальных инструментов, таких как пробоотборники. Метод бурения скважины позволяет получить пробы из различных глубин и изучать вертикальное распределение компонентов почвы.

Неинвазивные методы

В последние годы были разработаны и внедрены неинвазивные методы отбора проб грунта. Они включают использование геоэлектрических методов, радарной томографии и спектрального анализа. Эти методы позволяют получать информацию о составе грунта без его разрушения и обеспечивают более быстрое и точное исследование.

Применение результатов отбора проб грунта

Проектирование и строительство

Результаты отбора проб грунта играют важную роль в процессе проектирования и строительства. Исследование грунта помогает инженерам определить геотехнические характеристики, стабильность и носимость грунтового основания. Это позволяет разработать оптимальные конструкции и предотвратить возможные проблемы, такие как оползни и оседания.

Сельское хозяйство и экология

Анализ проб грунта является неотъемлемой частью сельскохозяйственного и экологического планирования. Он помогает определить плодородие почвы, рекомендовать необходимые удобрения и сельскохозяйственные практики. Кроме того, результаты исследования грунта способствуют оценке воздействия агрохимикатов и разработке устойчивых методов обработки почвы.

Приборы и оборудование для проведения исследований

Пробоотборники

Пробоотборники являются основным инструментом при отборе проб грунта. Они представляют собой трубчатые или цилиндрические устройства, способные погружаться в грунт и забирать образцы для анализа. Пробоотборники могут иметь разные размеры и конструкции, в зависимости от целей исследования и типа грунта. Они обеспечивают получение репрезентативных образцов грунта из определенной глубины.

Буровое оборудование

Буровое оборудование используется при отборе проб грунта с больших глубин. Оно включает в себя специальные буровые установки, буровые станки, сваебойные молоты и другие инструменты. Буровое оборудование позволяет проникать в глубину грунта и получать образцы из различных слоев. Это особенно полезно при исследовании геологического строения и инженерных характеристик грунта.

Лабораторное оборудование

После отбора проб грунта необходимо провести их анализ в лабораторных условиях. Для этого требуется специальное лабораторное оборудование. К нему относятся аналитические весы, приборы для определения физико-химических свойств грунта, спектрофотометры, хроматографы и другие приборы. Лабораторное оборудование позволяет провести более детальный анализ состава и свойств грунта.

Геофизическое оборудование

В последние годы все большую популярность приобретает использование геофизического оборудования при отборе проб грунта. Это включает геоэлектрические приборы, радары, сейсмические системы и другие инструменты. Геофизическое оборудование позволяет неинвазивно исследовать грунт и получать информацию о его составе и структуре без физического воздействия на него.

Как правильно взять пробу грунта для анализа основания фундамента