При строительстве на слабых грунтах необходимо уделить особое внимание выбору типа фундамента. Для таких условий лучше всего подходят глубокие фундаменты, такие как свайные или буронабивные, которые способны передавать нагрузку на более прочные слои земли, заглубляясь в такие горизонты, где она обладает достаточной несущей способностью.
Кроме того, важно провести детальные геологические исследования, чтобы определить характеристики грунта и оптимальные решения для предотвращения осадок и деформаций. Правильный выбор конструкции фундамента позволит обеспечить долговечность и безопасность строения, даже в условиях слабых грунтов.
СЛАБЫЕ ГРУНТЫ
Слабые грунты в геотехнической практике
Основания зданий и сооружений в составе которых имеются слабые грунты, с малой несущей способностью и высокой деформативностью во многих случаях являются причиной повреждения зданий. Слабыми грунтами оснований фундаментов могут быть различные типы и виды грунтов, например глинистые водонасыщенные грунты с мягкой или текучей консистенцией, или органогенные и биогенные породы (торфы, илы, сапропели и другие).
В геотехнической практике проектирования и строительства особый интерес представляют неустойчивые грунты оснований — предмет многочисленных научных исследований. К этой категории относятся грунты, способные быстро деформироваться и давать большую осадку. С точки зрения механизма деформации эти грунты характеризуются малым углом распространения давления в стороны. Типичными представителями неустойчивых грунтов являются рыхлые пески, лёссы, рыхлые насыпные грунты.
Пески
Рыхлые пески, иловатые грунты, слабо уплотненные насыпные грунты дают большие осадки, в особенности при динамических нагрузках, широко распространенных в настоящее время. Основной технической характеристикой этих грунтов является их плотность, о которой можно судить по пористости. Рыхлые пески обладают пористостью более 39—40%, но после сильного встряхивания пористость может снизиться, что приведет к изменению свойств грунта. Возможность таких явлений должна учитываться при проектировании оснований зданий и сооружений. Если для плотных песков вполне пригодны фундаменты простого типа, то для рыхлых песков и илистых грунтов нужны фундаменты глубокого заложения.
Насыпные грунты
Насыпные грунты, состоящие из обломков, являются плохим основанием, так как они являются сильно неоднородными элементами и содержат крупные пустоты. Такой материал поддается уплотнению, но только под действием сильных толчков. Основание из насыпного грунта считается надежным, если пористость последнего менее 32%. Плотность такого основания может быть увеличена посредством цементации.
Лессы
Лёссы являются своеобразными неустойчивыми грунтами, так как при замачивании дают резкую осадку, что приводит иногда к парадоксальным ситуациям. Так, например, старое здание со слабым фундаментом может не иметь признаков трещин, в то же время вновь построенное близ него, тщательно спроектированное сооружение испытывает значительные повреждения. Такое явление связано с обводнением грунтов основания нового здания, чему способствует широко применяемая в настоящее время разработка котлованов с незакрепленными откосами. Ранее применявшийся способ проходки котлованов с креплением препятствовал проникновению поверхностных вод под фундаменты.
Лессы являются высоко неоднородными грунтами известно, что компрессионные свойства лёссов из разных мест различны. Лёссовые образования на неогеновых глинах, часто встречаются на юге Росси, содержат сравнительно большое количество глинистых фракций и мало сжимаемы. Свойства их меняются с глубиной. Некоторые лёссовые отложения подверглись выветриванию и воздействию воды на древних погребенных поверхностях. На участке электростанции близ Краснодара на глубине 8 м были встречены просадочные лёссы с высокой пористостью, равной 46% (плотность в сухом состоянии 1,46 тс/м 3 ), подстилаемые восьмиметровой толщей менее сжимаемых лёссов с пористостью 35— 39% (плотность в сухом состоянии 1,6—1,66тс/м 3 ). Встречаются случаи, когда лёссовые отложения давали просадку после промачивания только на глубине больше 8 м. Лессовые грунты имеют широкое распространение на территории России, использование их в качестве оснований фундаментов неизбежно, что обуславливает практический и научный интерес к их физико-механическим характеристикам и поведению под нагрузкой.
Основания зданий и сооружений со слабыми грунтами в составе грунтового массива, является актуальной, частой задачей в геотехнической практике. В связи с этим важно знать региональные и местные геологические условия. Опытный инженер-геолог может оказать большую помощь проектировщику, указав глубину залегания маловодопроницаемых глинистых грунтов и рекомендовав расположить фундаменты выше них, чтобы не обводнить нижележащие породы.
Специалисты нашей компании имеют существенный опыт работы со специфическими грунтами и слабыми основаниями. При разработке проектов оснований фундаментов мы проводим обстоятельный анализ различных факторов проектирования.
Если у вас возникли вопросы по данной проблеме, то свяжитесь с нами любым удобным для вас способом.
Свойства слабых грунтов и рекомендации по строительству фундаментов
Слабыми называют сильносжимаемые, насыщенные водой грунты, теряющие прочность в процессе строительства. Они могут воспринимать легкие, постепенно увеличивающиеся нагрузки только в условиях естественного залегания. К слабым относят заторфованные грунты, илы, рыхлые пески, пылевато-глинистые грунты с высокой пористостью, находящиеся в текуче-пластичном или текучем состоянии.
Илистые грунты и иольдиевые глины вследствие перемятия теряют часть своих качеств: угол внутреннего трения и сцепление уменьшаются, тогда как сжимаемость, напротив, возрастает в 2-3 раза. Под действием внешней нагрузки развивается гидродинамическое давление, резко снижающее устойчивость и приводящее к сдвигам. В результате нарушается структура, теряется прочность и происходит деформация грунта. Подобные изменения случаются и с заторфованными грунтами, насыщенными органическими природными остатками.
Способы возведения фундаментов на слабых грунтах
Строительство фундаментов на неустойчивых грунтах отличается особой сложностью. Наиболее надежными считаются два вида конструкций: свайные и глубокого заложения. Вторые отличаются полной прорезкой слоев, состоящих из слабых грунтов.
Один из экономичных и целесообразных способов при возведении легких строений — устройство песчаной подушки. Этот вариант хорош тем, что снижает реактивное давление, равномерно распределяет его, уменьшает риск образования сдвигов и перемятий. Одновременно стабилизируется и гидродинамическое давление.
Чтобы минимизировать неравномерные осадки, давление под подошвой фундамента снижают двумя способами:
- С помощью уширенной подошвы
- Путем сооружения плитных фундаментов под всей площадью здания
Еще один возможный прием — использование плавающего фундамента. Его возводят с условием того, что вес грунта из котлована должен равняться весу строения. В этом случае следует опасаться поднятия дна, в результате которого образуются осадки разуплотнения.
Во время эксплуатации сооружений, построенных на слабых грунтах, необходимо поддерживать стабильность напряженного состояния. Дополнительные осадки возникают, если:
- В непосредственной близости возводят тяжелые строения
- Производят различные подсыпки
- Понижают уровень подземных вод и пр.
Если в торфах или заторфованных грунтах снизить уровень подземных вод, то аэрация активизирует процессы гниения, в дальнейшем вызывающие просадки фундаментов и создающие аварийные ситуации. К таким же катастрофическим последствиям во время сейсмического или динамического воздействия приводят и рыхлые пески.
Дополнительные строительные мероприятия
Наряду с основными мерами борьбы с неблагоприятными условиями возведения сооружений на слабых грунтах применяют и другие способы защиты от неравномерных осадок:
- Строительство зданий простой геометрической формы — прямоугольных, квадратных. Так удается избегать осадок на изломах и последующих деформаций кручения
- Проектирование конструкций одинаковой высоты
- Устройство увеличенных отверстий над вводами коммуникаций, чтобы при возможном оседании стен на трубопроводы не производилось давления
- Придание строительного подъема сооружениям с учетом деформаций и неравномерных осадок, чтобы в результате изменений здание приняло проектное положение
При строительстве каркасных домов продумывают возможность использования домкратов для поднятия колонн. Чтобы выровнять высокие дома в случае неравномерных осадок, под фундаментами располагают резиновые пневматические прокладки.
В районах с проблемным грунтом для строительства домов часто используют проектирование свайных фундаментов. В случае задействования такого типа фундамента нагрузка от здания передается на основание через опоры, что позволяет избежать деформации и сохранить целостность объекта.
Укрепление грунтов необходимо для предотвращения их смещений, вызванных подземными водами, осадками или ветром. Деформации также могут возникать вследствие человеческой активности, такой как прокладка дорог или строительство тоннелей.
Обследование оснований и фундаментов считается обязательным мероприятием при строительстве или реконструкции здания. Кроме фундамента также подлежат тщательному обследованию все его несущие конструкции, для определения функциональности элементов.
Согласно установленным правилам, проектирование свайных фундаментов делается с учетом различных данных. Это информация о сейсмических процессах, происходящих в районе будущего строительства, заключение геотехнических исследований, расчеты нагрузок на основание фундамента,
Шпунтирование котлованов представляет собой устройство ограждений котлованов путем забивки шпунтов. Шпунтовые ограждения считаются эффективнее других известных видов оградительных конструкций.
Бурение скважины на собственном участке — самый простой, удобный и бюджетный способ обеспечить водой частный дом или дачу. Не нужно ждать подвоза воды или ездить за ней на водокачку — живительная влага всегда будет под рукой.
Технологии в современном строительстве претерпели множество изменений. Простые и эффективные решения, заменили устаревшие практики, и уверенно зарекомендовали себя. К таком технологиям относится и алмазное бурение.
Шпунт Ларсена представляет собой металлический профиль с замками и пазами, который используют при строительстве мостов, ограждений, возведении подпорных стенок и укреплении котлованов. При погружении шпунта создаются ограждения, которые препятствуют перемещению грунта.
Контакты для связи и заказа
Какой фундамент выбрать для слабых грунтов
Всем давно известно, что самым важным элементом любого здания, является фундамент. Основными компонентами его, как правило, являются щебень и песок — прочные долговечные материалы.
При постройке необходимо ответственно подойти к устройству основания, ведь на нем будет стоять целое здание. Его конструкция зависит от нескольких факторов:
- назначение — жилой дом, торговый центр, гараж;
- этажность;
- активность прилегающей площади;
- подвижность почвы;
- высота грунтовых вод.
Если на стадии проектирования будет выбран неправильный вариант, последствия могут быть необратимыми — перекосы, трещины перекрытий, обрушения. За этими последствиями стоят человеческие жизни, просчеты могут быть плачевными.
Например, фундамент на болоте или на устойчивой материковой части будет разным.
Какие грунты считаются слабыми?
Подобрать правильный тип фундамента нельзя, если нет данных о грунтах, расположенных на конкретном участке.
Различают несколько видов грунтов:
- скальные;
- крупнообломочные;
- песчаные;
- глинистые;
- торфяники.
Основной показатель — сопротивляемость, показывает какую нагрузку может выдержать почва на единицу площади. Данный показатель напрямую зависит от типа почвы на конкретной местности. Сопротивляемость часто меняется при намокании, промерзании, вибрации, активности на прилегающей местности.
Если почва устойчива к таким нагрузкам, она будет прочной основой будущей конструкции.
Глина, супесь и суглинки в сухом виде показывают высокую несущую способность.
Важно — при намокании и промерзании показатели сопротивляемости резко снижаются. Особенно это касается глинистой местности. При намокании, глина становиться пластичной, склонна, как пластилин, сжиматься и размываться.
Такие свойства называются просадочными.
Разделяют два варианта просадок:
- 1 тип характерен уплотнением почвы под влиянием внешней среды. При таком варианте необходима усиленная конструкция фундамента;
- 2 тип просадки — характерен деформированием почвогрунта под собственной тяжестью. Возведение строений в таких местах материально дорого, ввиду особенности надежного, глубокого фундамента.
Здесь наиболее уместны свайные или глубоко заложенные основания с обязательной прорезкой слабых слоев.
Если же постройка будет легкой, можно применять более бюджетные решения. Делают песчаные подушки, они снижают физическое давление основания на почву. При этом снижается уменьшается риск возникновения зон сдвигов грунта. Также меняется направление перемещения воды, снижается гидродинамические давление от основания здания в стороны.
Как залить фундамент, если стоит вода? Идеальным решением будет плавающий плитный тип фундамента — он предотвратит от деформации и воздействия влаги всю конструкцию.
Если грунтовые воды залегают близко от уровня почвы, то именно плавающий фундамент позволяет надежно защитить всю конструкцию от разрушений, вероятных деформаций под негативным воздействием постоянной влаги.
Как сделать слабый грунт сильнее?
Прежде чем начинать стройку, необходимо знать тип грунта. Если грунт слабый, целесообразно сменить участок. В случае, когда это невозможно, делается свайный тип основания с глубиной до плотных слоев.
Второй вариант решения проблемы — замещение или укрепление почвогрунта.
Важно — оба варианта материально затратные и продолжительные. Если площадь небольшая и глубина залегания плотных слоев неглубока, слабая почва удаляется. На ее место, на плотный слой укладывается подушка из песка, щебня, гравия или вторичного щебня. Данные материалы не сжимаются, не впитывают влагу. Таким методом пользуются при толщине слабой почвы до двух метров.
Бывают случаи глубокого залегания плотных слоев и смена участка невозможно подушки сверху слабого слоя.
Важно — здесь необходимы точные расчеты и участие специалистов. Чем шире монтируется подушка, тем меньше будет давление на слабый горизонт. Такой метод используют для любых типов фундаментов.
По мнению эксперта, здесь существует риск выдавливания подушки весом строения. Стены дают усадку, возможны обрушения и перекосы.
Важно — во избежание таких последствий, по всей длине подушки монтируются шпунтовые ограждения. Попутно снижается риск переувлажнения массы из песка и щебня.
Для усиления почвы существуют два способа. В первом случае, производится трамбовка — поверхностная или глубокая. В первом случае, конусообразная трамбовка сбрасывается с высоты, постепенно уплотняя место для насыпного грунта.
Глубинный метод выполняется при помощи особых свай. Их периодично вбивают и вытаскивают, в получившиеся ямы засыпают смесь песка и щебня.
Особенности конструкции построек на слабом грунте
В случаях, когда предстоит строительство здания на слабом неустойчивом участке, необходимо соблюсти советы опытных строителей:
- по возможности, соблюсти правильную геометрическую форму конструкции, без эркеров, выступов…
- вес должен быть максимально снижен за счет замены тяжелых компонентов — кирпича, камня. Рациональная замена будет на пенобетон, керамоблок, дерево, каркасные решения;
- оптимальная высота — один этаж;
- постройка должна возводиться на самом высоком месте с дренажной системой, отмосткой и ливневками;
- по совету экспертов — некоторые участки уплотняют при помощи катка, присыпая сверху материалами, которые не дают просадку — щебень, песок, гравий;
- самый эффективный фундамент на песке — плитный. Он наиболее устойчив к воздействию влаги и перепадам температур;
- два варианта просадки, которые определяет опытный специалист — жесткая и податливая. В первом случае конструкция делаются швы от деформации, монтируются бетонные пояса. Основание заливается в виде сплошной плиты или делается в виде перекрестных балок. Второй вариант снижает жесткость конструкции за счет гибких балок и увеличения зазоров между компонентами.
Обращаем внимание — на территории, где преобладают оползни, не рекомендуется что-либо строить. В противном случае, необходимо провести комплекс противооползневых мер — устройство подпорных стен, отвод воды, террасы, посадка кустарников.
Виды фундаментов
Различают несколько основных видов, выбор которых зависит от назначения здания, этажности, подвижки почвы, высоты грунтовых вод.
Итак, они бывают:
- ленточный — самый простой и востребован практически на любых местностях;
- столбчатый — преимущественно используется на слабых почвах;
- свайный — монтируется на слабых грунтах, в особых случаях;
- плитный — самый прочный, используется в самых разных случаях.
Такой фундамент на влажных грунтах имеет свое неоспоримое преимущество.
На вопрос — чем отличаются фундаменты ответ один — материалами для их производства.
Ленточный фундамент
Представляет собой железобетонную монолитную ленту, которая опирается на фундаментные плиты. Тяжесть стен распределяется при этом на большую площадь. Прост в работе, не требует подготовительных работ. Не расчитан на высокие нагрузки, оптимален для строений не выше трех этажей.
Различают два вида:
- сборный ленточный — состоит из заводских бетонных блоков, для работы нужна специальная тяжелая техника;
- монолитный — заливается непосредственно на рабочем участке.
Главное преимущество — низкая стоимость, простота монтажа и способность выдерживать большие нагрузки, если речь о монолитном железобетонном варианте.
Столбчатый фундамент
В специально пробуренные скважины вставляются бетонные столбы, которые сверху соединяются бетонными балками. Такой вид задействован для легких строений, дачных домиков, каркасный построек.
Важно — такой тип используется на устойчивых местностях, где нет деформации от перепада температур. Столбчатый фундамент при высоких грунтовых водах имеет повышенный спрос.
На изготовлении могут применяться следующие материалы:
- кирпич — применяется для подпорки стен не выше двух этажей;
- камень — для увесистых конструкций;
- дерево — деревянные строения, баня, летний домик;
- армированный железобетон — востребован для тяжелых промышленных сооружений.
Важно — при его выборе, не будет возможности постройки с подвалом.
Плиточный фундамент для слабых грунтов
Данная разновидность — это железобетонная армированная плита, толщиной от 30 до 100 см. Армированный каркас придает особую прочность всей массе. Укладка производиться на слой бетона или утрамбованную подушку.
Преимущества — равномерное распределение нагрузок в различных плоскостях. Идеальное решение для слабых грунтов — песка, глина. плывуны.
Единственный минус — высокие затраты на материалы и укладку, обязательное наличие специальной техники для монтажа.
