Август 11 2020 0Коментарий
Геологические изыскания

Несущая способность грунта: как определить?

 

Несущая способность грунта — важнейшая характеристика участка будущего строительства. Она отображает возможность выдержать вес здания, который передается через фундамент. Чем ниже данный показатель, тем хуже выносится нагрузка. Следовательно — тем большей должна быть фундаментная подушка строения.

Определение свойств почвы проводится путем анализа образцов, отобранных на строительной площадке. Ошибки в расчетах становятся причиной проседания здания и появления трещин. Но есть один эффективный и проверенный годами метод — профессиональные исследования с использованием современного оборудования. Работы выполняются согласно нормативам государственных строительных норм, а значит — полученные результаты отображают объективную картину. В этой статье рассмотрим факторы, влияющие на данный параметр, и нюансы его определения.

 

От чего зависит несущая способность грунтов?

На эту характеристику влияет нескольких важных показателей:

  • тип грунта;
  • пористость и плотность;
  • влажность в течение года;
  • расположение подземных вод.

Структурно все породы, помимо скальных, представляют собой отдельные твердые частицы с порами между ними. Значительные внешние нагрузки приводят к уменьшению объема земли и ее усадке. Поэтому, чем меньше размер пор и плотнее материал, тем выше его несущие характеристики. Плотные слои практически не подвергаются усадке и легко выдерживают даже тяжеловесные высотные здания. Если подобное строение планируется возвести на «слабом» участке, необходимо предусмотреть большую глубину свай. Поскольку по мере заглубления плотность породы растет за счет давления вышерасположенных слоев. И основание такой сваи получит достаточно надежный упор.

Однако, как показывает практика, наибольшее влияние на состояние грунта оказывают подземные воды. Ведь свойства сухой и пропитанной влагой почвы могут значительно отличаться. Исключением является лишь песок, состоящий из средних и крупных фракций. Таким образом, перед началом проектирования нужно провести исследование территории. Для этого по краям и в центре участка бурятся скважины глубиной 2,5 метра. Спустя несколько часов в них появляется вода, после чего деревянной рейкой замеряется расстояние до ее верхнего уровня. Если оно превышает глубину промерзания почвы данной местности, можно не опасаться таких явлений, как пучение грунта. Если же подземные воды расположены близко к поверхности, необходимо предусмотреть достаточное заглубление фундамента. Это могут быть железобетонные сваи или же ленточный фундамент глубокого заложения.

Стоит учесть, что в разных точках площадки положение подземных вод может значительно меняться. Поэтому все последующие расчеты проводятся для самого невыгодного варианта — максимального УГВ (уровень грунтовых вод).

 

Какие бывают типы грунтов?

Они делятся на основные группы: скальные и нескальные. Благодаря жесткой структуре скальные слои отличаются высокой плотностью. Они не промерзают и не размываются. Вторая же группа не имеет жесткой структуры и подразделяется на несколько видов:

  • Глинистые. Цвет варьируется от желтоватого до коричневого. На 30% и более состоят из мелких глинистых частиц. Несущая способность глины при условии утрамбованости и глубоких подземных вод — хорошая. Относятся к пучинистым, т. е. в холодное время года способны увеличиваться в объеме.
  • Суглинки. Смесь песка и глины, которая занимает от 10% до 30%. При однородности земли и низком уровне залегания грунтовых вод отличаются высокой надежностью. Промерзают меньше глинистых почв.
  • Супеси. Песчаная основа с включением от 5% до 10% глины. Характеризуются высокой пористостью и предрасположенностью к плывучести.
  • Песчаные. Состоят из зерен песка разной крупности — средней с фракциями до 2,5 мм и крупной с частичками диаметром до 5 мм. Хорошо пропускают воду благодаря чему практически не подвержены пучению. Характеризуются быстрой усадкой и дальнейшим стабильным состоянием с хорошими несущими свойствами. Для участка под строительство предпочтительнее крупнозернистые пески.
  • Торфяные. Неустойчивая почва, сильно впитывает влагу и вспучивается при морозах. Отличается значительной и длительной усадкой, а также сильными сдвигами по горизонтали. Чаще всего требует глубоких свай до уровня устойчивых слоев.
  • Гравийные. Наблюдаются твердые вкрапления в виде гравия размером с небольшой грецкий орех.
  • Гальковые (щебенистые). Большую часть составляют крупные обломки горных пород размером с большой орех.

 

Как определить вид грунта?

Для принятия правильных проектных решений необходимо, чтобы этой задачей занялись специалисты во время геодезических исследований. Инженеры нашей компании проводят необходимые изыскания и анализ грунта с использованием высокоточного лабораторного оборудования. Плотность несвязных слоев определяется методом режущего кольца, а связных — парафинированием. Первый метод состоит в отборе образца при помощи специального пробоотборного кольца. Далее он спрессовывается, взвешивается и производится расчет согласно нормативным документам. Для второго метода образец объемом 0,5 м3 покрывается парафином. Его вес определяется путем помещения в воду и замера объема вытесненной жидкости. После чего производится расчет с применением нормативных формул.

Для предварительной оценки участка можно воспользоваться упрощенным методом. Для этого следует взять образец с глубины около двух метров. После чего некоторые породы легко распознаются по внешнему виду. Так, скалистые состоят из сплошного камня. А торфяные представляют собой характерную рыхлую болотистую почву. Для самостоятельного определения остальных типов следует размочить образец в воде. Далее попытаться скатать и сплющить небольшой шарик. Глина легко лепится и при попытке раздавить не образует трещин. Суглинок также удачно скатывается в шарик, но при расплющивании образуются трещинки. Супесь начинает ломаться при попытке раскатать шарик, а из песка никакую фигуру слепить не удастся. Кроме того, в нем явно различаются отдельные песчинки, которые хорошо ощущаются ладонями при попытке что-то слепить. Еще один характерный признак — степень загрязнения рук. Чем выше содержание глинистых частиц, тем сильнее они запачкаются.

Однако стоит еще раз отметить, что результат такого кустарного анализа не может использоваться для проектирования и строительства.

 

Как определить содержание разных фракций в породе?

Для примерного определения содержания различных фракций необходимо следующее:

  1. Отобранный образец поместить в банку на четверть ее объема.
  2. Долить в емкость чистой воды до 3/4 высоты.
  3. Добавить в банку 1 ч. л. любого жидкого моющего средства для посуды.
  4. Закрыть банку и активно встряхивать в течение примерно 10 минут.
  5. Спустя минуту отстаивания отметить маркером уровень песка.
  6. Спустя два часа покоя отметить уровень ила.
  7. После достижения прозрачности жидкости (2–7 дней) отметить уровень глины.

Далее следует определить толщину каждого слоя. К примеру, верхний уровень песка оказался ну высоте 7 см, ила — 8 см, глины — 10 см. Тогда при общей высоте осадка 10 см толщина слоя песка составит 7 см, ила — 1 см, а глины — 2 см. То есть в исходном образце содержалось 70% песка, 10% ила и 20% глины. Вероятнее всего, это — суглинки. Однако окончательный и максимально точный результат может дать только лабораторное исследование.

 

Расчет несущей способности породы

Нормативные данные для определения несущей способности грунтов — таблицы государственных строительных норм Украины ДБН В.2.1-10-2009 «Основы и фундаменты сооружений». Например, при расчете обязательно нужно учитывать сопротивление почвы.

 

Таблица 1 — Расчетное сопротивление гравийных и гальковых грунтов

Вид Расчетное сопротивление, кПа
Гальковые с песчаным заполнением 600
Гальковые с глинистым заполнением 400-450
Гравийные с песчаным заполнением 500
Гравийные с глинистым заполнением 350-400

 

Таблица 2 — Расчетное сопротивление плотных песков

Вид Расчетное сопротивление, кПа
Крупные 600
Средние 500
Мелкие 300-400
Пылеобразные 150-300

 

Таблица 3 — Расчетное сопротивление глинистых непроседающих грунтов

Вид Расчетное сопротивление, кПа
Супеси 250-300
Суглинки 200-300
Глина 250-600

 

В таблице 3 расчетное сопротивление варьирует в зависимости от коэффициента пористости породы. Дальнейший расчет несущей способности фундамента также производится в соответствии с формулами в данном нормативном документе.

При обнаружении слабых несущих свойств могут предусматриваться различные мероприятия. Например, осушение участка строительства или устройство грунтовой подушки из гравия, песка и прочего. Также может использоваться уплотнение или закрепление грунта. Последнее проводится путем нагнетания силикатов, карбидных смол или битумной эмульсии.

Чтобы избежать неправильного определения характеристик почвы, неверно подобранного сечения или глубины свай, есть один действительно надежный метод — профессиональное исследование участка строительства. Поэтому рекомендуется воспользоваться помощью специалистов, которые гарантируют высокое качество, точность и оперативность проведения всех анализов и расчетов. Наша компания обладает огромным опытом в проведении геодезических и геологических изысканий. Поэтому мы с уверенностью предлагаем своим клиентам полный перечень услуг с гибкой ценовой политикой.

Читать и ответить на комментарий