Як визначити коефіцієнт водонасичення грунту

Пристрій фундаментів у водонасичених грунтах

Зміст

• Характеристики та властивості ґрунтів
• Вплив водонасиченому на якість грунту
• Спорудження фундаментів у водонасичених грунтах
• Рівні відповідальності будівель: що це
• Як ущільнити підставу під фундамент
• Палі: панацея для слабких грунтів

Ступінь водонасичення грунту є одним з найбільш важливих показників, за яким орієнтуються проектувальники і будівельники. Саме від цього нього залежать конструкція і розміри фундаменту, глибина його закладення.

Впливає він також і на перелік заходів, які необхідно вжити, щоб правильно побудувати і комфортно експлуатувати будівлю. Далі ми поговоримо про властивості вологих ґрунтів, особливості земляних робіт і влаштування фундаментів в таких умовах.

Відео в цій статті допоможе вам розібратися, що ж таке коефіцієнт водонасичення грунту.

Характеристики та властивості ґрунтів

Стійкість заглиблюють конструкцій і споруд, їх ціна і трудомісткість робіт цілком і повністю залежать від характеристик грунту. Крім рівня вологості, це щільність, коефіцієнт розпушення, зчеплення грунту і опір зрушенню.

Отже:

• На фото знизу наведена таблиця, в якій прописані всі категорії будівельних грунтів. Щільність, а так само зчеплення, яке визначається початковим опором зсуву, впливає на вибір землерийної техніки для його розробки. І взагалі, природні властивості ґрунтів взаємозалежні.

Поділ грунтів за категоріями

• Наприклад: чим менше щільність грунту, тим сильніше він може зволожити. Відповідно, піски, супіски і пухкі суглинки мають здатність максимально вбирати вологу. Що таке водонасичені грунти? Даний показник характеризується ступенем їх насиченості водою. Це відношення маси вологи в грунті до маси сухих твердих частинок, яке виражається в процентному співвідношенні.

Зверніть увагу! Якщо коефіцієнт водонасичення не перевищує 5%, то грунт вважається сухим. Вологість, що перевищує 30%, відноситься до категорії мокрих грунтів. Ну а все, що між цими двома показниками - це грунти з неповним водонасиченню.

Вплив водонасиченому на якість грунту

Пухкі грунти, а вірніше, їх властивості, знаходяться в повній залежності від присутності вологи. При певній мірі зволоження вони спочатку розм`якшуються, а потім переходять в пластичне стан. Якщо ж пори грунту повністю насичені і ще залишається вільна вода, він стає текучим.

Отже:

• Що таке пластичний грунт, ми можемо уявити собі на прикладі пластиліну. Якщо до нього не прикладається зусилля, він зберігає свою форму. При певному впливі він, залишаючись суцільною масою, деформується. Такий же стан властиво пилуватим і глинистих ґрунтів, які знаходяться в ньому лише в певному вологісного діапазоні.

Водонасичений глинистий грунт

• Під зчепленням грунту мається на увазі опір його структурних зв`язків якого-небудь переміщення. В основному, це актуально для грунтів I категорії, так як вони мають нестійку структуру. При будівництві по водонасичення грунтів зчеплення має вирішальне значення.
• Найнижчий показник питомої зчеплення у пухких пісків і суглинків. А якщо вони ще мають і високий коефіцієнт водонасичення, це доставляє будівельникам чимало проблем. Варто зауважити, що людині, яка своїми руками будує будинок, впоратися з ними без допомоги фахівців буває досить важко.

Свайне поле: фундамент на водонасичених грунтах

• Тут головне - правильно зорієнтуватися і прийняти рішення про вибір конструкції фундаменту. Можливо, не має сенсу приступати до земляних робіт, щоб звести фундаментну стрічку або залити монолітну плиту. Проблема в тому, що при високому рівні вологості глинисті і пилуваті ґрунти стають липкими.
• Це одне з найбільш неприємних властивостей, властиве, в основному, глин. Липкість ускладнює роботу землерийної техніки, особливо під час вивантаження грунту з ковша екскаватора в кузов вантажного транспорту. Слабкі водонасичені грунти в масштабному будівництві взагалі не розробляють, а ставлять будівлі і споруди на палі.

Взяття проби грунту для лабораторного дослідження

• У міру підвищення водонасиченому грунту зі стану липкості він переходить в стан размокаемості. Тобто, під впливом вологи він повністю втрачає свою міцність. Це знову ж таки стосується пухких пісків і суглинків, і в міру їх переходу до щільним, малопорістое грунтам ймовірність розмокання пропорційно знижується.

Зверніть увагу! Розмокання ґрунту загрожує його повним розпадом, і чим нижче була його первісна вологість, тим швидше це відбувається. Особливо швидко розмокає грунт з порушеною структурою - саме тому укоси і стінки котлованів потребують зміцнення. Дренажні подушки під фундаментом і зворотну засипку пазух доводиться щільно трамбувати, хоча повернути грунту вихідну щільність практично неможливо.

• Якщо під землею є напірні води, то стадія розмокання рано чи пізно переходить в стадію розмивання. Цей процес досить тривалий і залежить від рівня мінералізації грунту і швидкості водного потоку. Під його впливом частки відриваються і переміщаються, і найбільше цього явища схильні до пилуваті ґрунти.

Визначення УГВ і дослідження вологості грунту

• Щільна глина, завдяки стійким структурним зв`язкам, розмиву практично не боїться і взагалі вважається водотривким матеріалом. З одного боку, це добре, тому що вона не пропускає грунтову воду до фундаменту. З іншого боку - це погано, тому що поверхнева вода не може піти в грунт і застоюється. Ось тому в підставі і влаштовується дренажна подушка, і чим вона товщі, тим краще.
• Є ще така властивість грунту, як набухання. Воно характеризується здатністю зразка збільшуватися в міру насичення водою в обсязі. Ми згадали навіть ще не всі показники, які враховуються при проектуванні і будівництві будівель. У кожному разі приймаються індивідуальні рішення.

Робиться це на основі геологічного аналізу грунту на ділянці, відведеній під будівництво. Такими дослідженнями займаються спеціалізовані організації, які мають для цього оснащені необхідним обладнанням лабораторії, а також відповідних фахівців.

Спорудження фундаментів у водонасичених грунтах

Природно, що конструкціям, безпосередньо контактують з грунтом, при проектуванні приділяється особлива увага. Основне завдання - пошук найбільш оптимального рішення, яке допоможе виключити нерівномірну усадку будівлі.

• Для цього при зведенні стрічкових і монолітних плитних опор застосовують такі заходи, як збільшення площі опертя фундаменту і зміна глибини його закладення. Якщо на дні котловану є щільний верхній шар, під фундаментної стрічкою влаштовують опорну подушку, і вона може бути не тільки насипний, але і бетонної (монолітної або збірної). Піщана подушка обов`язкова і в цьому випадку.

Стрічка фундаменту, що опирається на бетонну подушку

У тих місцях, де є ймовірність найбільшою опади, може бути передбачений більш глибокий підвал або, навпаки, відмітка підошви фундаменту піднімається вище.

Рівні відповідальності будівель: що це

Взагалі, проектування нульового циклу будівлі пов`язано з рівнем його відповідальності. Державний стандарт встановлює три таких рівні: підвищений, нормальний і знижений. До першого рівня відносяться всі промислові об`єкти, висотні будівлі і унікальні споруди.

Споруда зі зниженим рівнем відповідальності

• Житлові будинки та інші будівлі масового будівництва відносяться до другого рівня. До категорії об`єктів зниженою відповідальності, відносяться будівлі павільйонного типу та МАФ (малі архітектурні форми). До них відносяться альтанки, теплиці, гаражі, невеликі складські приміщення та лазні - все, що зводиться на присадибних і дачних ділянках.

Зверніть увагу! До фундаментів приватних особняків, таунхаусів, котеджів і комфортабельних заміських будинків пред`являються вимоги, відповідні II (нормальної) категорії відповідальності. А значить, при їх будівництві повинні бути виконані геологічні вишукування і розроблена конструкція фундаменту, прив`язана до реальних умов ділянки.

Будівництво будинку з підвалом на стрічковому фундаменті

І ось які рекомендації щодо вибору конструкції фундаменту для будинків нормального рівня відповідальності, дають фахівці:

Як ущільнити підставу під фундамент

У масштабному будівництві використовують найрізноманітніші способи зниження рівня вологості грунту (див. Як виконати осушення ділянки з високим рівнем ґрунтових вод). Це і установка вертикальних дрен, і пристрій дренажних свердловин, і заморожування грунту, і установка голкофільтрів. А що ж робити звичайному приватного підприємця, який вирішив самостійно побудувати будинок?

• Основним засобом порятунку від ґрунтової вологості в даному випадку є подушка з піску і гравію під підошвою фундаменту. З її допомогою можна зменшити величину його заглиблення та розміри, краще розподілити тиск на грунт і зробити осадку більш рівномірною. Для пристрою ложа під фундамент використовують пісок, піщано-гравійну суміш, щебінь.

Схема монолітного фундаменту на піщаній подушці

• В ідеалі, це два шари: спочатку пісок, потім гравій. Їх товщина визначається, виходячи з якості грунту і розмірів фундаменту, і може бути досить великою. Але, наприклад, при підготовці основи під невеликий приватний будинок подушку можна насипати з одного піску. Тільки в цьому випадку товщина насипного шару буде, наприклад, не двадцять, а тридцять сантиметрів.
• Важливо тільки, щоб пісок був крупнозернистий і ні в якому разі не містив домішок глини, так як вода в такій подушці буде застоюватися. При розробці котловану необхідно враховувати її товщину. Як вже було відмічено, максимальне ущільнення подушки має величезне значення, і зробити це потрібно правильно.
• Зрозуміло, що для цієї мети слід використовувати виброплиту, адже котлован - це не ямка для забірного стовпа, і подушку в 30 см вручну НЕ утрамбуешь. Тут є ще один, досить істотний нюанс: кожному відомо, що сухий грунт, а тим більше піщаний, взагалі неможливо утрамбувати.

Утрамбовка піщаної подушки

• Тому при влаштуванні подушки під фундамент необхідно знати, яка вологість піску. Якщо вона виявиться нижче 5%, то за нормами має проводитися його доувлажнение, при цьому кількість води визначається розрахунком. Насипають подушку поетапно, трамбуючи кожний шар окремо, тільки ось змочувати пісок безпосередньо під час трамбування не рекомендується.

Майте на увазі, що якщо грунтові води знаходяться ближче півметра до дну котловану, споруджувати заглиблений стрічковий або плитний фундамент взагалі не має сенсу, так як в результаті впливу сил морозного обдимання він може запросто спливти. У цій ситуації краще віддати перевагу пальових варіанту, і невелика інструкція по його облаштуванню вам буде запропонована в наступному розділі.

Палі: панацея для слабких грунтів

Земна кора має пластову структуру, і якщо на поверхні слабкий грунт, то під ним завжди є більш міцний шар. Товщина верхнього шару може складати як три метри, так і всі п`ятдесят, і побудувати щось на такому грунті можна тільки за допомогою паль. Їх завдання: пройти крізь неякісний грунт і зачепитися за міцний підстилаючий пласт.

Отже:

• Якщо геологічний аналіз показав, що грунт на ділянці слабкий, необхідно з`ясувати, яка глибинна протяжність цього шару. Робиться це за допомогою розвідувального буріння. Такі дані просто необхідні для того, щоб правильно підібрати довжину паль.

Фундамент за технологією ТІСЕ: прекрасний варіант для приватного будинку

• У будівництві застосовується кілька видів паль: трубні, залізобетонні, монолітні і гвинтові. Перші два види - це забивні палі, монтаж яких можливий тільки за допомогою спеціалізованої техніки. Для будівництва приватних будинків використовують або гвинтові палі, або влаштовують фундаменти за технологією ТІСЕ.
• Якщо описати її коротко, то виглядає вона так: в ґрунті бурять отвори, вставляють туди азбоцементні труби, армують їх порожнину і заливають бетоном, залишаючи зовні випуски арматури. Потім по периметру пальового поля встановлюють опалубку, в неї - армуючий каркас, який пов`язують заставної арматурою паль, і заливають ростверк.

Фундамент з гвинтових паль

• Гвинтові палі монтуються ще простіше. Їх вкручують в попередньо пробурені лунки, а порожнину заповнюють щебенем або уламками цегли і заливають цементним розчином. Армування не проводиться, так як оболонка паль сталева і досить міцна, щоб забезпечити міцність фундаменту.
• Внутрішнє заповнення бетоном здійснюється з міркувань захисту металу від корозії. Оголовки паль обрізають на потрібній позначці і закривають їх приварюють пластинами. До них згодом кріплять швелер або дерев`яні балки, які будуть виконувати функції ростверку.

Перевага гвинтових паль перед попереднім варіантом полягає в тому, що їх набагато простіше використовувати, якщо будувати доводиться на ділянці з нерівним рельєфом, або просто в силу кліматичних умов будівлю потрібно підняти якомога вище над рівнем землі. Якщо ця відстань перевищує 60 см, для додання цокольній частині пальового фундаменту виробляють обв`язку його периметра куточком або швелером.