Серпень 11 2020 0Коментарий
Геологические изыскания

Несуча здатність грунту: як визначити?

 

Несуча здатність грунту  – найважливіша характеристика ділянки майбутнього будівництва. Вона відображає можливість витримати вагу будівлі, яка передається через фундамент. Чим нижче цей показник, тим гірше виноситься навантаження. Отже – тим більшою повинна бути фундаментна подушка будови.

Визначення властивостей грунту проводиться шляхом аналізу зразків, відібраних на будівельному майданчику. Помилки в розрахунках стають причиною просідання будівлі і появи тріщин. Але є один ефективний і перевірений роками метод – професійні дослідження з використанням сучасного обладнання. Роботи виконуються згідно з нормативами державних будівельних норм, а значить – отримані результати відображають об’єктивну картину. У цій статті розглянемо чинники, що впливають на даний параметр, і нюанси його визначення.

Від чого залежить несуча здатність ґрунтів?

На цю характеристику впливає кількох важливих показників:

  • тип ґрунту ;
  • пористість і щільність;
  • вологість протягом року;
  • розташування підземних вод.

Структурно всі породи, крім скельних, являють собою окремі тверді частинки з порами між ними. Значні зовнішні навантаження призводять до зменшення обсягу землі і її усадки. Тому, чим менше розмір пір і щільніше матеріал, тим вище його несучі характеристики. Щільні шари практично не піддаються усадці і легко витримують навіть великовагові висотні будівлі. Якщо подібна будова планується звести на «слабкому» ділянці, необхідно передбачити велику глибину паль. Оскільки в міру заглиблення щільність породи зростає за рахунок тиску вищерозташованих шарів. І підстава такої палі отримає достатньо надійну опору.

Однак, як показує практика, найбільший вплив на стан грунту надають підземні води. Адже властивості сухої і просоченої вологою грунту можуть значно відрізнятися. Винятком є ​​лише пісок, що складається з середніх і великих фракцій. Таким чином, перед початком проектування необхідно провести дослідження території. Для цього по краях і в центрі ділянки буряться свердловини глибиною 2,5 метра. Через кілька годин в них з’являється вода, після чого дерев’яною рейкою змиритися відстань до її верхнього рівня. Якщо воно перевищує глибину промерзання грунту даної місцевості, можна не побоюватися таких явищ, як обдимання ґрунту. Якщо ж підземні води розташовані близько до поверхні, необхідно передбачити достатню заглиблення фундаменту. Це можуть бути залізобетонні палі або ж стрічковий фундамент глибокого закладення.

Варто врахувати, що в різних точках майданчика положення підземних вод може значно змінюватися. Тому всі наступні розрахунки проводяться для самого невигідного варіанту – максимального РГВ (рівень грунтових вод).

 

Які бувають типи грунтів?

Вони діляться на основні групи: скельні і нескельні. Завдяки жорсткій структурі скельні шари відрізняються високою щільністю. Вони не промерзають і не розмиваються. Друга ж група не має жорсткої структури і підрозділяється на кілька видів:

  • Глинисті. Колір варіюється від жовтуватого до коричневого. На 30% і більше складаються з дрібних глинистих частинок. Несуча здатність глини за умови утрамбованості і глибоких підземних вод – хороша. Відносяться до пучинистих, тобто в холодну пору року здатні збільшуватися в об’ємі.
  • Суглинки. Суміш піску і глини, яка займає від 10% до 30%. При однорідності землі і низькому рівні залягання грунтових вод відрізняються високою надійністю. Промерзають менше глинистих ґрунтів.
  • Супіски. Піщана основа з включенням від 5% до 10% глини. Характеризуються високою пористістю і схильністю до пливучесті.
  • Піщані. Складаються із зерен піску різної крупності – середньої з фракціями до 2,5 мм і великої з частинками діаметром до 5 мм. Добре пропускають воду завдяки чому практично не схильні до пученню. Характеризуються швидкою усадкою і подальшим стабільним станом з хорошими несучими властивостями. Для ділянки під будівництво краще грубозернисті піски.
  • Торф’яні. Нестійка грунт, сильно вбирає вологу і спучується при морозах. Відрізняється значною і тривалої усадкою, а також сильними зрушеннями по горизонталі. Найчастіше вимагає глибоких паль до рівня стійких шарів.
  • Гравійні. Спостерігаються тверді вкраплення у вигляді гравію розміром з невеликий волоський горіх.
  • Гальковий (щебеністие). Велику частину складають великі уламки гірських порід розміром з великий горіх.

 

Як визначити вид грунту?

Для прийняття правильних проектних рішень необхідно, щоб цим завданням зайнялися фахівці під час геодезичних досліджень. Інженери нашої компанії проводять необхідні дослідження і аналіз грунту з використанням високоточного лабораторного обладнання. Щільність незв’язних шарів визначається методом ріжучого кільця, а зв’язкових – парафінуванням. Перший метод полягає в відборі зразка за допомогою спеціального пробовідбірні кільця. Далі він спресовується, зважується і проводиться розрахунок згідно з нормативними документами. Для другого методу зразок об’ємом 0,5 м 3 покривається парафіном. Його вага визначається шляхом поміщення в воду і виміру обсягу витісненої рідини. Після чого проводиться розрахунок із застосуванням нормативних формул.

Для попередньої оцінки ділянки можна скористатися спрощеним методом. Для цього слід взяти зразок з глибини близько двох метрів. Після чого деякі породи легко розпізнаються за зовнішнім виглядом. Так, скелясті складаються з суцільного каменю. А торф’яні представляють собою характерний пухкий болотистий грунт. Для самостійного визначення інших типів слід розмочити зразок у воді. Далі спробувати скачати і сплюснути невелику кульку. Глина легко ліпиться і при спробі розчавити не утворює тріщин. Суглинок також вдало скочується в кульку, але при розплющування утворюються тріщини. Супісок починає ламатися при спробі розкачати кульку, а з піску ніяку фігуру зліпити не вдасться. Крім того, в ньому явно різняться окремі піщинки, які добре відчуваються долонями при спробі щось зліпити. Ще одна характерна ознака – ступінь забруднення рук. Чим вищий вміст глинистих частинок, тим сильніше вони забрудняться.

Однак варто ще раз відзначити, що результат такого кустарного аналізу не може використовуватися для проектування і будівництва.

 

Як визначити вміст різних фракцій в породі?

Для приблизного визначення змісту різних фракцій необхідно наступне:

  1. Відібраний зразок помістити в банку на чверть її обсягу.
  2. Долити в ємність чистої води до 3/4 висоти.
  3. Додати в банку 1 ч. л. будь-якого рідкого миючого засобу для посуду.
  4. Закрити банку і активно струшувати протягом приблизно 10 хвилин.
  5. Через хвилину відстоювання відзначити маркером рівень піску.
  6. Через дві години спокою відзначити рівень мулу.
  7. Після досягнення прозорості рідини (2-7 днів) відзначити рівень глини.

Далі слід визначити товщину кожного шару. Наприклад, верхній рівень піску виявився ну висоті 7 см, мулу – 8 см, глини – 10 см. Тоді при загальній висоті осаду 10 см товщина шару піску складе 7 см, мулу – 1 см, а глини – 2 см. Тобто в початковому зразку містилося 70% піску, 10% мулу і 20% глини. Найімовірніше, це – суглинки. Однак остаточний і максимально точний результат може дати тільки лабораторне дослідження.

 

Розрахунок несучої здатності породи

Нормативні дані для визначення несучої здатності грунтів – таблиці державних будівельних норм України ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти споруд». Наприклад, при розрахунку обов’язково потрібно враховувати опір ґрунту.

 

Таблиця 1 – Розрахунковий опір гравійних і гальковий грунтів

вид Розрахунковий опір, кПа
Гальковий з піщаним заповненням 600
Гальковий з глинистим заповненням 400-450
Гравійні з піщаним заповненням 500
Гравійні з глинистим заповненням 350-400

 

Таблиця 2 – Розрахунковий опір щільних пісків

вид Розрахунковий опір, кПа
великі 600
Середні 500
дрібні 300-400
пилоподібне 150-300

 

Таблиця 3 – Розрахунковий опір глинистих непросідаючих грунтів

вид Розрахунковий опір, кПа
Супесі 250-300
Суглинки 200-300
глина 250-600

 

У таблиці 3 розрахунковий опір варіює залежно від коефіцієнта пористості породи. Подальший розрахунок несучої здатності фундаменту також проводиться відповідно до формул в даному нормативному документі.

При виявленні слабких несучих властивостей можуть передбачатися різні заходи. Наприклад, осушення ділянки будівництва або пристрій грунтової подушки з гравію, піску та іншого. Також може використовуватися ущільнення або закріплення ґрунту. Останнє проводиться шляхом нагнітання силікатів, карбідних смол або бітумної емульсії.

Щоб уникнути неправильного визначення характеристик грунту, невірно підібраного перерізу або глибини паль, є один дійсно надійний метод – професійне дослідження ділянки будівництва. Тому рекомендується скористатися допомогою фахівців, які гарантують високу якість, точність і оперативність проведення всіх аналізів та розрахунків. Наша компанія має величезний досвід в проведенні геодезичних і геологічних вишукувань. Тому ми з упевненістю пропонуємо своїм клієнтам повний перелік послуг з гнучкою ціновою політикою

Читати та відповісти на коментар