Замена грунта в основании фундаментов является необходимой процедурой при необходимости улучшения несущей способности и снижении деформационных процессов в грунтовом основании. Этот процесс включает в себя удаление некачественного или слабого грунта и замену его более прочными и устойчивыми материалами, что особенно актуально в условиях повышенной влажности или подвижных грунтов.
Правильно выполненная замена грунта обеспечивает необходимую поддержку для фундамента строения, что способствует его долговечности и стабильности. При этом важно учитывать характеристики грунта, его водонасыщенность и другие факторы, чтобы избежать возможных проблем в будущем.
ИСКУССТВЕННЫЕ ОСНОВАНИЯ
В случаях когда существующее естественное основание недостаточно прочно или возможно его движение под нагрузкой, свойства основания можно улучшить, произведя уплотнение, укрепление или замену грунта. Созданное таким способом основание называется искусственным. Искусственные основания должны обладать необходимой прочностью, устойчивостью в течение всего срока службы возводимых на них зданий и сооружений.
Выполнение искусственных оснований связано с дополнительными затратами средств, часто весьма существенными, и поэтому вопрос о способах и целесообразности их создания решается на основании соответствующего экономического обоснования.
Замена слабых грунтов
Слабые грунты, расположенные вблизи поверхности, возможно удалить и заменить на другие, обладающие нужными строительными свойствами (рис. 11.10). Обычно вынутые грунты заменяют песком (крупным и средней крупности), гравием, щебнем, образуя песчаные (гравийные) подушки. Отсыпка грунта производится слоями по 15—
Рис. 11.10. Фундамент на песчаной подушке
20 см, каждый вновь подсыпанный слой увлажняется и уплотняется трамбованием.
Гравийные подушки обладают большей жесткостью по сравнению с песчаными подушками. Песчаные подушки не рекомендуется применять в случае возможного вымывания подушки грунтовыми водами. Высоту подушки назначают таким образом, чтобы давление, передаваемое на подстилающий слой, не превышало расчетного сопротивления для этого слоя.
Для обеспечения устойчивости основания песчаная подушка должна иметь достаточную ширину, иначе слабый грунт, находящийся по боковым сторонам подушки, будет уплотняться и подушка будет выдавливаться в стороны. Устойчивость песчаной подушки обеспечивается при угле а = 45—60° между линиями, проведенными из углов подошвы фундамента к углам нижнего основания песчаной подушки, и горизонталью.
Поверхностное уплотнение грунта
Для устранения просадочных свойств макропористых лессовидных грунтов при устройстве песчаных подушек и для уменьшения сжимаемости грунтов производят поверхностное уплотнение грунта. Поверхностное уплотнение грунта выполняют тяжелыми катками, виброкатками или трамбовками.
Уплотнение грунтов трамбовками
Для уплотнения грунта используют тяжелые трамбовки массой 2,0-4,0 т, которые сбрасываются краном с лебедкой с высоты 3,5— 5 м. В одно и то же место трамбовка сбрасывается 5—12 и более раз. Этим достигается уплотнение грунта на глубину 1,5—2,3 м. Этот способ применяется при уплотнении песчаных, глинистых, просадочных и насыпных грунтов.
Уплотнение грунтов катками
При послойной укладке грунтов их уплотнение можно вести с помощью тяжелых катков. Перед укаткой грунт увлажняется. Толщина уплотняемого слоя за одну проходку катка составляет 15— 20 см, при многократной проходке возможно достигнуть уплотнения грунта на глубину до 60 см.
Поверхностное уплотнение грунтов вибрированием
Виброуплотнение грунтов применяется при послойной отсыпке грунтов при выполнении песчаных подушек, устройстве оснований под полы и т.п.
Виброуплотнение производится при помощи виброкатков, самоходных вибротрамбовок, виброплит. В зависимости от массы механизма и числа колебаний при вибрации толщина уплотняемого слоя колеблется от 0,3 до 2 м. При использовании площадочных вибраторов грунт уплотняется на глубину 10—20 см. При всех типах уплотнения грунта ведется контроль за его уплотнением в соответствии с проектом производства работ.
Фундамент с заменой грунта в индивидуальном жилом строительстве
Наиболее трудоемким и ответственным этапом стройки является возведение фундамента.
Если возникла необходимость вывезти ненужный грунт, скопившийся на стройплощадке, можно попытаться убрать его самостоятельно. Для этого потребуется специализированная техника, управляемая квалифицированными водителем и оператором, и целый пакет документов. Гораздо проще и дешевле обратиться в компанию, занимающуюся вывозом грунта в Москве, например, ТК "Доставка песка". Профессионалы быстро справятся с работой, вне зависимости от ее сложности и объема.
Слабые и пучинистые грунты
Большая доля усилий проектировщиков и строителей направлена на предотвращение последующего разрушения конструкции фундамента вследствие, так называемого, морозного пучения. При замерзании прилегающего к фундаменту грунта, развиваются суммарные нагрузки в сотни тонн, способные повредить и самое прочное железобетонное основание. По оценкам ученых, более половины фундаментов в центральном регионе нашей страны имеют те или иные повреждения. А ведь стоимость «нулевых работ» составляет порой от 30 до 50% всех затрат на строительство.
Другой проблемой, ставящей под угрозу безопасность последующей эксплуатации здания, может явиться слабый или насыпной грунт. Дело в том, что в границы строительного участка часто попадают фундаменты снесенных построек, свежезасыпанные погреба и подвалы, обводненные или торфяные участки. Бывает, что предыдущий владелец проводил ландшафтные работы. Трудно предсказать, как в процессе эксплуатации будет меняться несущая способность таких грунтов, есть опасность неравномерной усадки, их неуплотненная масса может прийти в движение.
Скальные породы и керамика
Одним из относительно дешевых и простых способов устранения описанных проблем может стать замена пучинистых и поврежденных грунтов скальными породами или керамикой.
Понятно, что монолитная скала, а Валуны, камень, известняк имеют превосходную несущую способность, не подвержены морозному пучению, слабо реагируют на временное обводнение. Опыт замены глин, торфа или рыхлой недавней засыпки таким материалом вполне положителен. В качестве засыпки под фундамент применяют крупный и мелкий щебень, песок, битый кирпич, речной валун или их смесь в произвольной пропорции. Засыпку не обязательно проводить на всю глубину промерзания и на всю площадь застройки. Иногда достаточно просто отделить толстым слоем перечисленных материалов внутренние и внешние стенки фундамента от местных грунтов, заменить рыхлый грунт на подозрительных участках.
Для предотвращения возможного проникновения подвижных мягких грунтов в скальную засыпку применяют, так называемые, шпунтовые ограждения.
Замена грунта
Размышляя о преимуществах того или иного вида основания, нужно иметь ввиду следующее. При заливке классического бетонного фундамента на глубину ниже отметки промерзания редко обходится без нарушений технологии.
Часто бетон льют прямо в земляную траншею без применения опалубки или совсем не герметизируют ее швы и стыки; неправильно рассчитывают и конструируют армировочный каркас. Для упрощения работ применяют слишком жидкий бетон, не уплотняют его глубинным вибратором, не выдерживают необходимые температуру, влажность и сроки затвердевания, забывают о таких эффективных способах противостояния морозному пучению, как обратная засыпка, Т-образная форма основания.
Зачастую вся «технология» сводится к забрасыванию полунаполненной неким бетоноподобным раствором траншеи «бутом» и «железками». Как ни странно, дом на таком фундаменте не разваливается. Дело в том, что вышеприведенная технология, скорее всего, и не приводит к созданию монолитного железобетонного основания. Все здание опирается на относительно рыхлую цементно-песчаную смесь.
Это и есть все та же самая замена грунта. В таком случае наполнитель можно было сыпать вообще без цемента и арматуры.
Известно, что под обыкновенный бревенчатый дом вообще не требуется расчет сил пучения. В старину в качестве фундамента устанавливали, в лучшем случае, несколько валунов или слегка закопанных пней. Фундамент с заменой грунта может стать таким же эффективным и недорогим решением.
