Рыхлые пески в основании фундамента

Обновлено: 13.05.2024

Какой фундамент на супеси лучше построить?

Фундамент на супеси необходимо выбрать с учетом различных факторов и параметров, характерных для подобных, достаточно распространенных у нас грунтов.

Прежде чем приступить к строительству частного дома, необходимо определиться с типом основания, материалами закладки и с необходимой техникой. Современное строительство предоставляет огромный выбор, зависящий исключительно от ваших финансовых возможностей, предпочтений и поставленных задач. Однако перед этим необходимо провести тщательное обследование участка, определение типа грунта, точки промерзания и уровня залегания грунтового водоносного бассейна. Это дело профильных инженеров, услуги которых можно заказать в специализированных компаниях.

Виды грунта

Состав грунта на стройплощадке имеет решающее значение при выборе фундаментной конструкции для будущего сооружения. Следовательно, необходимо в точности определить состав путем геолого-геодезических изысканий на участке, прежде чем начинать строительные работы. Различают следующие виды грунта:

Глину;
Супесь;
Суглинок;
Песок;
Скальные породы.

Скальные пласты состоят из массивов:

Кварца;
Известняка;
Гранита;
Дресвы;
Гальки;
Гравия.

Песчаные сыпучие слои состоят из 2-миллиметровых зернышек. А глиняные участки содержат чешуйчатые или же пластиночные частицы, тесно связанные друг с другом. Наиболее проблематичным для застройщиков является фундамент на супеси, так как они не могут разобрать составные элементы таких пластов. В таких грунтах преобладают песчаные крупицы. Однако содержат они и глинистые включения. Это и вызывает растерянность строителей.

Существует межгосударственный стандарт, позволяющий классифицировать супесчаные пласты и дать им конкретное определение. В частности к таковым относятся глинистые участки с песчаной примесью. Они бывают:

Грубопесчаными;
Мелкопесчаными;
Пылеватыми.

Глинистые примеси состоят из групп минералов:

Монтмориллонита;
Каолинита.

Опытные специалисты с использованием соответствующего оборудования и инструмента быстро установят содержимое земли и оформят полученные данные документально. С такой документацией строителям будет намного легче выбирать материалы и подходящую конструкцию основания будущего сооружения.

Свойства супесчаной почвы

Среди распространенных глинистых грунтов супесчаная почва имеет самую низкую пластичность. Ведь преимущественно она состоит из песчаных частичек, а это отражается на пластичности. Глинистые включения здесь встречаются в малом количестве. Фундамент на супеси закладывается с учетом следующих параметров:

Перечисленные параметры меняются в зависимости от содержания глины и влаги. Супесчаные почвы бывают трех видов:

Текучие;
Пластичные;
Твердые.

В сухой консистенции такая земля является хорошим основанием, не подверженным пучению. Если показатель увлажнения высокий, а плотность небольшая, под воздействием морозов она начинает пучиться. Несущая способность варьируется с учетом увлажненности и составляет:

Все перечисленные показатели учитываются на этапе составления проектной документации, после проведения геолого-геодезических изысканий. Игнорирование данных параметров приведет к неправильному выбору конструкции основы и к развитию разрушительных процессов.

Выбор основания

Перед началом строительных работ необходимо собрать максимальное количество данных о земельном участке под стройплощадку. Это поможет не ошибиться в выборе фундаментной конструкции и сэкономить бюджет.

Не существует универсального решения для супесчаных почв, пригодного для любого грунта. Обусловлено это неоднородным составом грунтовых пластов данного типа. Для этого и требуется проведение изысканий и выявление всех особенностей конкретной местности, на которой планируется строительство. Такие работы позволят выявить:

Глубину залегания супесчаного пласта;
Структуру;
Несущие способности;
Вспучивание при замерзании/размораживании.

Какой фундамент на супеси подойдет зависит также от следующих показателей:

Глубина подземных вод;
Характер грунтового водоносного бассейна;
Этажность возводимого сооружения;
Материалы строительства.

С учетом перечисленных показателей выбирают из следующих вариантов основы будущего здания:

Плитный;
Свайный;
Ленточный.

Наиболее оптимальным из них профессионалы для супесчаных территорий считают свайные основания. У данной технологии очень много преимуществ. Среди них можно выделить доступную стоимость, быстроту монтажа вне зависимости от погодных условий, долговечность и достаточную проектную прочность.

Суть заключается в закручивании или забивании металлических/железобетонных опор глубоко под землей, на что уходят считанные часы. Столбы упираются в твердые подземные пласты, не давая крена или усадки Поверх свай выполняется обвязка и обустраивается ростверк, на котором можно возводить стены.

Виды свай

Свайную технологию в строительстве научились использовать в девятнадцатом столетии. В основном устанавливали бревенчатые и металлические опоры, но с изобретением бетона появились железобетонные образцы. В современном строительстве деревянные столбы практически не применяются. Их полностью заменили стальные-винтовые и железобетонные опоры, отличающиеся высокой несущей способностью, прочностью и длительным эксплуатационным сроком. Металлические столбы обрабатываются специальными антикоррозионными составами, а изнутри заливаются песчано-цементным раствором, предотвращающим образование ржавчины. А железобетонные аналоги изготавливаются с применением армированных каркасов и высокопрочных марок бетона по особой технологии.

Винтовые сваи

Выбирая свайный фундамент на супеси необходимо определиться и с выбором вида таких стройматериалов. Металлические трубы со специальным антикоррозионным покрытием, называемые по-другому винтовыми, имеют особую конструкцию. Это обычные трубы с полой частью изнутри, к которым снаружи приварены специальные лопасти. Название винтовые происходит от этих лопастей, обеспечивающих ввинчивание опор в земельные пласты. Различаются они по длине и диаметру стенок труб, а также по количеству лопастей. Монтаж небольших свай возможен вручную, без привлечения дорогостоящей техники. Достаточно усилий двух рабочих, чтобы ввинтить такие опоры с помощью лома или арматуры.

Устанавливаются опоры очень быстро, практически за сутки. Однако перед этим необходимо выполнить проектировочные работы и внимательно изучить геологию стройплощадки. Отдельно создается схема свайного поля, по которой затем выполняется ввинчивание труб. Винтово-свайный фундамент на супеси отличается прекрасными несущими способностями и может выдержать огромные нагрузки. Изделия не повреждаются под воздействием влаги и не подвержены ржавчине. Эксплуатационный срок таких изделий составляет не менее полувека. Особенно подходит данная технология для участков с большими перепадами высот и неоднородным рельефом. Использовать ее можно и на участках с высоким залеганием грунтового водоносного слоя.

Несведущему человеку самостоятельно определить длину и диаметр металлических опор не удастся. Также он не сможет провести обязательное обследование своего земельного надела и установить вышеперечисленные параметры. Следовательно, лучше заранее обратиться в профильную компанию, предоставляющую комплексные услуги по проектировке и монтажу винтовых свай. Опытные инженеры таких подрядчиков выполнят работы любой сложности и добудут всю необходимую информацию. А мастера позаботятся о выборе подходящий стройматериалов и заложат фундамент на супеси в соответствии с действующими нормами. Только такое основание будет надежным и выдержит большие нагрузки на протяжение всего эксплуатационного периода.

Железобетонный свайный фундамент на супеси сооружается по иному принципу. Чтобы разобраться в нем, необходимо узнать некоторые детали производства таких стройматериалов. Дополнительная прочность железобетонным столбам придает специальный каркас из железных прутьев или же арматуры. Он помещается в соответствующую форму и заливается бетонным раствором. Затем изделия отправляются в специальные печи и проходят сушку под высокими температурами до достижения проектной прочности. В производстве данных стройматериалов используются особо прочные марки бетона, не подверженные коррозии, воздействию влаги или давлению земли.

Также как винтовые аналоги железобетонные сваи имеют разные формы и длину. Выбор зависит от особенностей земельного надела под стройплощадку, ожидаемых нагрузок, глубины расположения водоносного бассейна, этажности возводимого сооружения и других параметров. Монтаж данных изделий без спецтехники невозможен. Отдельных расходов потребует транспортировка ЖБИ к стройплощадке на грузовом автотранспорте. Они имеют большой вес, следовательно на легковых авто вы их не сможете доставить. Забивка выполняется с помощью специальных сваебойных машин. Предоставить такую технику смогут лишь специализированные компании, занимающиеся свайными конструкциями и их производством.

Заглубляют бетонные опоры ниже точки промерзания, чтобы они уперлись в плотные скалистые породы. В таком случае они не подвержены влиянию земляного давления, выдавливания на поверхность и неблагоприятных метеорологических условий. Правильно выбранная длина и форма столбов позволит строителям заложить прочное основание. Прослужит оно не менее пятидесяти лет, выдерживая любые нагрузки и вес используемых стройматериалов. На монтажные работы с использованием сваебойных машин у строителей уходит не более сутки. Однако без схемы свайного поля и предварительной разметки стройплощадки процесс затянется.

Выбирая свайный фундамент на супеси собственник получает долговечную конструкцию значительно дешевле по сравнению с традиционными видами основ. Монолитные и ленточные аналоги требуют приобретения большого количества стройматериалов, длительного времени на закладку и привлечения дополнительной рабочей силы. Сваи обойдутся гораздо дешевле, а их монтаж займет считанные часы. Особенно подходят они для суглинков, относящихся к слабому виду грунта. Здесь единственно правильным решением будет установка бетонных или стальных опор.

Особенно опасным явлением для любого основания является морозное пучение. Влага, содержащаяся в земле под воздействием экстремально низких температур промерзает. Это приводит к увеличению массы почвы и приводит к разрушительным процессам. Следовательно, важно заглубить железобетонные/металлические столбы ниже точки промерзания. Хорошо закрепившись в твердых несжимаемых породах, они прекрасно переносят вспучивание поверхностных слоев и сохраняют равновесие, не создавая опасности помещениям.

Правильный выбор длины опорных столбов зависит от точного определения уровня промерзания почвы. За это отвечают профильные специалисты, выполняющие геологические обследования территорий. Также необходимо позаботиться о точности расположения свай на нужную дистанцию. Для этого предварительно выполняется разметка стройплощадки и помечаются места их заглубления. После этого монтаж значительно облегчается и достигается требуемая прочность конструкции. От традиционных видов свайный отличается быстротой закладки и начала строительных работ. Вам не придется ждать просыхания бетона и набора проектной мощности. После установки столбов и их обвязки можно незамедлительно приступать к возведению стен.

Свая С30.15-3 (3000х150х150 мм)

Сваи С40.15-3 (4000х150х150 мм)

Свая С30.20-3 (3000х200х200 мм)

Нельзя покупать сваи у недобросовестных продавцов. Такие изделия должны поставляться с соответствующей сертификационной и гарантийной документацией, подтверждающей их качество. Отсутствие таких документов означает, что производились они в обход стандартов ГОСТ и общепринятых норм. Если технология производства была нарушена, изделия разрушатся в момент забивки. Следовательно, вы потеряете все деньги, вложенные в такие стройматериалы. Следовательно, нужно тщательно выбирать производителя и продавца. Только лицензированные компании могут предоставить товар, соответствующий высоким стандартам качества и надежности. Поэтому следует смело требовать у продавца все документы и сертификаты, подтверждающие оригинальность данных изделий. Их отсутствие означает, что вам подсовывают подделки сомнительного качества, не выдерживающие даже малейших нагрузок

1. Слабые грунты как основания зданий и сооружений

Слабыми принято называть молодые (в геологическом понимании) наносы различного состава и генезиса, которые не получили в естественных условиях достаточного уплотнения. Понятие слабый грунт в современной технической литературе трактуется довольно широко. По условиям образования и залегания эти грунты можно разбить на три группы: морские и озерные отложения образующие слоистые толщи (пески, супеси, суглинки, глины, органогенные и минеральные илы); покровные отложения, залегающие на плоских участках, на склонах и под склонами (торфяники, глинистый элювий коренных пород, размоченный лёсс, делювиальные отложения склонов, пролювий конусов выноса); техногенные отложения, залегающие в форме бугров, терриконов или во впадинах рельефа, в оврагах, карьерах в форме карманов (городская свалка, культурные слои старых городов, отвалы промышленных отходов, накопления хвостохранилищ и т.п.).

Слабые грунты особенно широко распространены в районах северо-запада СССР, в недавнем геологическом прошлом освободившихся от ледникового покрова последнего континентального оледенения, в условиях избыточного увлажнения и затрудненного стока подземных и поверхностных вод. Эти грунты образуют залежи на дне и по берегам морей и озер, в поймах и дельтах рек, на заболоченных водоразделах. Суммарная мощность толщ слабых грунтов сравнительно невелика, обычно не более 20—30 м; в ряде районов она достигает 50 м. Слабые грунты обычно водонасыщены, имеют весьма высокую влажность ( ω > ω_L ),большую пористость и весьма большую сжимаемость; они чувствительны к воздействию вибрации и других факторов, связанных со строительным производством.

На территории многих городов северо-запада СССР, в частности Ленинграда, слабые грунты распространены почти повсеместно. Здания и сооружения, построенные в этих городах еще в дореволюционное время на ленточных фундаментах из бутового камня, а также на коротких деревянных сваях, получили осадки порядка десятков сантиметров. Развитие осадки продолжалось в течение многих лет после завершения строительства и обычно приводило к повреждениям кладки стен.

В условиях слабых грунтов современные крупнопанельные каркасные и кирпичные дома возводят на сваях, которые погружают в плотный подстилающий грунт. Длина таких свай обычно составляет 9—15 м, а под некоторыми зданиями — 32 м [28]. Однако и длинные сваи по ряду причин не гарантируют от возможного развития неравномерных осадок [32].

2. Устройство фундаментов в условиях существующей застройки на слабых глинистых грунтах

Слабые глинистые грунты — глины, суглинки, супеси, имеют высокую влажность ( ω > 0,5), большую пористость ( е > 1), модуль деформации примерно 1 — 10 МПа, низкую водопроницаемость [7]. При воздействии вибрации прочность этих грунтов понижается, т.е. проявляются тиксотропные свойства. Осадки зданий, возведенных на таких грунтах, развиваются в течение десятков лет и достигают больших величин. В районах северо-запада нашей страны распространены ленточные глины — поздние и послеледниковые отложения пресноводных бассейнов. Эти грунты имеют характерную (ленточную) текстуру; т.е. состоят из большого числа тонких слоев песчаного и глинистого материала, ритмично сменяющих друг друга, поэтому водопроницаемость грунта по вертикали (поперек слоистости) значительно меньше, чем по горизонтали. Распределение влажности в толще ленточных глин закономерно (рис. 6.1): в середине толщи влажность заметно больше, чем в периферийных частях, поэтому грунт на глубине 2—3 м и более заметно слабее залегающего у поверхности. Ленточные глины обладают большой пучинистостью при промораживании.

Рис. 6.1. Кривая распределения влажности в слоях слабых и подстилающих грунтов (основание здания гостиницы «Россия» в Ленинграде) 1 — насыпной грунт (взамен торфа); 2 — ленточные глины; 3 — моренный суглинок — относительно плотный грунт

Кроме того, эти глины особенно чувствительны к перемятию, т.е. резко изменяют свойства при различных технологических воздействиях. Поэтому, как рекомендовал в свое время Б.Д. Васильев, при разработке котлованов в этих грунтах требуется применять особые меры предосторожности (см. гл. 5). Разработка котлованов возле фундаментов на ленточных глинах весьма опасна.

Дополнительные осадки фундаментов на ленточных глинах могут быть учтены расчетом при проектировании. При этом, как показывает опыт, следует использовать результаты лабораторных испытаний, принимая значения коэффициента сжимаемости грунта в том диапазоне компрессионной кривой, который соответствует изменению напряженного состояния основания при возведении нового здания.

Ленточные глины в большой степени подвержены морозному пучению, поэтому при зимнем производстве работ в котлованах, вскрывающих ленточные глины, необходимо надежно утеплять существующие фундаменты. Для предотвращения выдавливания глины из-под подошвы фундаментов старых домов следует, как правило, применять технологический шпунт, погружаемый на 2—4 м ниже дна котлована.

Если строительный котлован разрабатывается ниже подошвы существующих фундаментов, применение ограждающего шпунта обязательно. Шпунт должен быть рассчитан не только по устойчивости, но и по деформациям. Для этой цели можно использовать методику, разработанную в ЛИСИ [8].

Сваи и шпунты легко проникают в ленточные глины, поэтому суммарное динамическое воздействие на основание бывает сравнительно невелико. Известны случаи, когда для проходки слоя ленточных глин толщиной 5 м требовалось всего 30—40 ударов механического молота [18]. Однако сваи и шпунты, ближайшие к существующему фундаменту, должны отстоять от него не менее чем на 2 м, а фронт свайных работ должен быть направлен в сторону существующих фундаментов [6].

При разработке проектов фундаментов при наличии ленточных глин необходимо иметь данные детальных изысканий, достоверно устанавливающих глубину заложения подошвы фундаментов существующих зданий по всей линии примыкания. Если в материалах изысканий эти данные отсутствуют, возможен выпор грунта. К примеру, в Ленинграде на ул. Куйбышева в 1978 г. при разработке котлована для устройства фундамента здания цеха возле заселенного трехэтажного дома в последнем образовались опасные деформации. Оказалось, что этот дом состоял из двух частей разновременной постройки: в одной части подошва фундаментов была заглублена на 0,5 м больше, чем под другой, где фундамент при изысканиях был вскрыт шурфом. В результате развился выпор грунта, жильцы были в срочном порядке выселены и здание разобрано, так как из-за полученных повреждений его капитальный ремонт оказался невозможен.

3. Устройство фундаментов вблизи зданий, возведенных на водонасыщенных рыхлых песках

Водонасыщенные рыхлые пески (аллювиальные, озерно-морские и другие) в условиях статического нагружения не получают больших деформаций, поэтому осадки зданий высотой, до 6—7 этажей на этих грунтах обычно не имеют опасного развития. Однако выполнение строительных работ в непосредственной близости от таких зданий может существенно изменить картину. Например, в районе Большой Охты в Ленинграде в 1979 г. при разработке котлована и забивке свай два здания, постройки 60-х годов получили сильные повреждения из-за неравномерной дополнительной осадки водонасыщенных песков (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Здание, получившее аварийные повреждения в результате забивки свай в соседнем строительном котловане (фото 1979 г.)

Сваи, погружаемые вибрированием или забивкой (механическим молотом, дизель-молотом) в рыхлые водонасыщенные пески, должны располагаться на достаточном удалении от существующих фундаментов. Исследования, проведенные ВНИИГСом и ГПИ Фундаментпроект, показали, что безопасным является расстояние 20 м [11]. Большее приближение к существующему фундаменту требует проведения специальных виброметрических исследований при проведении инженерно-геологических изысканий и виброметрического контроля в период свайных работ.

Далматов Б.И. Проектирование и устройство фундаментов около существующих зданий Далматов Б.И. Фундаменты зданий на слабых грунтах//Труды VII Дунайско-Европейской конф. по механике грунтов и фундаментостроению Ежов Е.Ф. Исследование дополнительных осадок фундаментов сооружений при устройстве около них ограждающих шпунтовых стенок: Автореф. дис. Ободовский А.А. Проектирование свайных фундаментов Сотников С.Н. Осадки сплошных фундаментных плит и ленточных фундаментов крупнопанельных домов на мощной толще слабых грунтов //Механика грунтов, основания и фундаменты: Сб. науч. тр. / ЛИСИ Сотников С.Н., Соколов В.М., Вершинин В.П. Осадки свайных фундаментов жилых домов в условиях слабых грунтов Ленинграда // Фундаментостроение в сложных грунтовых условиях: Тезисы докладов Всесоюзного совещания

На участке, приближенном к существующим фундаментам, уместно применение свай, погружаемых вдавливанием, а также винтовых и буронабивных свай. Разбуривание полостей для устройства буронабивных свай, даже под глинистым раствором, в рыхлых водонасыщенных песках около существующих фундаментов небезопасно. В этих условиях наиболее рационально применение стальных обсадных труб, оставляемых в скважинах, и подводное бетонирование без откачивания воды из полости. Такой метод был успешно использован в Ленинграде при устройстве фундаментов здания гостиницы «Москва» в непосредственной близости от ранее возведенной станции метрополитена (проект Ленинградского отделения ГПИ Фундаментпроект).

В водонасыщенных рыхлых песках применение глубинного водоотлива при наличии зданий возле котлована является нежелательной мерой, так как понижение уровня подземных вод на длительный период времени вызывает уплотнение грунта и развитие дополнительной осадки. В силу этих причин применение постоянных дренажных устройств на застроенных территориях, приводящие к понижению уровня подземных вод на несколько метров, недопустимо (см. гл. 1).

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

Какой фундамент выбрать для слабых грунтов

В процессе проектирования любого сооружения, важным вопросом для застройщика является обустройство фундамента. Расходы на создание основания постройки могут составлять до 30% от общей сметы строительных работ, поэтому фундамент должен быть надежным. Чтобы определить лучший фундамент для частного дома, владельцу нужно найти «золотую середину» - оптимальное соотношение стоимости и качества. Большое внимание уделяется обустройству фундаментов на слабых грунтах. Поговорим о том, какой фундамент выбрать для слабых грунтов и чем руководствоваться при выборе.

Какие грунты считаются слабыми?

Грунты с большим содержанием торфа и влаги считаются слабыми. Такие почвы имеют слабую жесткость, поэтому на них нельзя сформировать надежную опору и обеспечить равномерное распределение веса. Если в разных частях фундамента присутствует разная нагрузка, то конструкция основания доставит большие проблемы. На заболоченной территории грунт сильно сжижается. Водонасыщенные супеси и рыхлые пески имеют высокую пористость. Заторфированные почвы содержат в составе около 50% органических веществ. Из-за высокой пористости снижается несущая способность.

Чтобы выбрать адекватного подрядчика для строительства фундамента, воспользуйтесь удобным поиском по строителям на сайте Building Companion. Вы найдете примеры реализованных проектов и отзывы клиентов по каждому подрядчику и сможете запросить оценку стоимости работ.

Если фундамент на слабом грунте создается с нарушением технологии, то он может быть небезопасным. При неравномерной деформации, а также осадках почвы основание будет постепенно разрушаться. Жидкость выдавливается из грунта насыщенного влагой, а сооружение оседает. Вследствие высокой влажности заболоченных территорий почва становится пучинистой. У слабых прослоек высокий коэффициент водонасыщения, а также большая сжимаемость. Если дом возводится на таком участке, нужно учитывать много моментов:

Естественное состояние породы должно оставаться без нарушений. В противном случае его механические свойства снизятся.
При эксплуатации дома нагрузка на фундамент не должна увеличиваться.
Необходимо создание дренажной системы, противофильтрационных полостей для обеспечения условий для поддержания одинакового уровня воды.
Важно учитывать значение структурной прочности породы, чувствительность к динамическим нагрузкам.
Нагрузка на основание должна быть постепенной и медленной по всей площади.

Слабая грунтовая прослойка может иметь разную толщину. В отдельных случаях, она менее 1 метра, при этом в других ситуациях может быть более 10 метров. Однако зачастую под болотистым слоем скрывается малосжижаемый грунт, который имеет благоприятные свойства для возведения построек. Для строительства прочного фундамента на любых типах пород профессиональные строители применяют специальные конструктивные решения. При строительстве на слабых почвах учитывается уменьшение осадки за счет сокращения удельного давления сооружения на фундамент. За счет жесткого каркаса постройки уменьшается чувствительность к деформации грунта.

Как сделать слабый грунт сильнее?

Для улучшения несущих свойств слабых грунтов используются разные технологии:

Выторфовка. При этой технологии болотистый грунт заменяется на подушку из непучинистого грунта. Замена осуществляется под подошвой основания по всей толщине грунта.
Насыпь из непучинистого грунта.
Уплотнение грунта под основанием.

Согласно строительным правилам запрещается опирание подошвы основания сооружения непосредственно на слабые грунты. Поэтому, создание подушек и насыпей – важный элемент конструкции основания на слабом грунте.

Особенности конструкции построек на слабом грунте

В процессе возведения сооружений на болотистых грунтах рекомендуется применение конструктивных решений, направленных на уменьшение осадки грунта за счет снижения удельного давления постройки на грунт. Чтобы снизить чувствительность конструкции сооружения к неравномерным деформациям, повышается гибкость и жесткость силового каркаса постройки.

Эффективные конструктивные мероприятия для снижения удельного давления сооружения на слабый грунт:

Увеличение площади опоры основания на грунт. Для этого применяются плиты или ленточный фундамент с расширением подошвы.
Повышение пространственной жесткости основание при помощи обустройства сборного ленточного фундамента из блоков. Увеличение жесткости плитного основания обеспечивается за счет создания ребер жесткости.
Увеличение пространственной жесткости каркаса постройки за счет устройства монолитных ж/б поясов на уровне перекрытия этажей, а также армирования кладки стен из камня.
Строительство сооружений из бревен, бруса, каркаса и других легких конструкций.

Виды фундаментов

Чтобы определить какой фундамент подойдет для слабых грунтов, нужно рассмотреть все виды оснований.

Ленточный фундамент

По глубине заложения, такие основания делятся на мелкозаглубленные, а также с глубоким заложением. Мелкозаглубленные ленты зачастую применяются при строительстве малоэтажных пеноблочных построек. При любых других ситуациях фундаментная лента закладывается ниже уровня грунтовых вод, за счет чего создается мощная конструкция основания с высокими несущими способностями. Такие основания производятся как из сборного железобетона, так и на основе железобетонных монолитов.

Ленточные монолитные железобетонные фундаменты используются чаще всего. Для создания таких опорных частей сооружений нужны большие затраты на земляные и арматурные работы. Также нужно монтировать и демонтировать опалубочную систему. Все расходы оправдывает высокая прочность и несущая способность, за счет чего возможно возведение многоэтажных зданий из тяжелых конструкций. Такие основания подойдут для плотных грунтов.

Ленточные фундаменты из сборного железобетона отличаются экономичностью. Для монтажа не требуются серьезные ресурсы на установку опалубочной конструкции, армирование, заливе бетоном. Из таких блоков можно создать мелкозаглубленный или фундамент с глубоким заложением. На рынке представлен большой выбор ж/б блоков. Преимущество сборных блоков перед монолитом заключается также в значительном сокращении сроков на возведение. Блоки отличаются удобством в складировании и транспортировке.

Столбчатый фундамент

Расположение таких опор осуществляется в разных местах:

Линии несущих стен.
Углы периметра постройки.
Места с высокой концентрацией нагрузок.

Такие опоры бывают мелкозаглубленными и высокозаглубленными. В этом случае, вместо ленточного основания используются столбы. Расположение опор осуществляется с шагом 1.5-2 метра. В сравнении ленточных фундаментов и опорами из столбов, во втором варианте достигается существенная экономия. Она обеспечивается за счет уменьшения объемов земляных работ. Также не нужно обустройство опалубочной системы. Однако для столбчатого основания понадобится создавать ростверк. Благодаря качественному сравнительному техническому и экономическому расчету можно развеять все сомнения по поводу целесообразности создания такого фундамента.

Плиточный фундамент для слабых грунтов

Для выбора подходящего подрядчика, который досконально разбирается в вопросах строительных норм и правил малоэтажного домостроения воспользуйтесь поиском в каталоге Building Companion. В профиле каждой компании указана необходимая информация, портфолио, отзывы, можно разместить запрос на оценку стоимости услуги.

Применение монолитных железобетонных плит актуально для слабых грунтов. Они могут использоваться как самостоятельная опорная конструкция сооружения, так и в качестве ростверка под свайное основание. Ж/б плита имеет высокую несущую способность, при этом отличается высокой стоимостью возведения.

По факту, плитное основание – это единственный тип фундамента, который будет «надежно» стоять на торфе и водонасыщенном песке. В силу строения, плита лежит на слабом грунте. Нагрузка конструкции постройки на всю площадь плиты – ниже, чем при свайном или ленточном основании. При горизонтальных подвижках, постройка на таком фундаменте едете целиком, в результате чего предотвращаются деформации в конструкции сооружения по причине неравномерной нагрузки через основание.

Свайный фундамент – лучшее решение для торфяников

Оптимальный вариант, как с точки зрения экономии, так и в плане технологичности. Устройство свайно-винтовых фундаментов не требует много времени, отличается невысокой трудоемкостью. Перед применением свай, нужно выявить отметки залегания коренных пород, где планируется фиксация опорного конца сваи. Также важны физические и механические свойства породы. Это позволяет определить конкретный тип свай вместе с геометрическими параметрами (длина, величина поперечного сечения).

Такие основания подойдут для возведения небольших построек, которые передают небольшое давление на фундамент. При такой технологии нагрузка на грунт передается точечно. В отдельных ситуациях, если есть коренные грунты с высокой несущей способностью – возможно возведение крупногабаритных зданий с высокими нагрузками. В таком случае, крупногабаритные здания возводят на слабых грунтах с помощью забивных свай.

Выводы

Типовым решением для таких ситуаций является обустройство свайного основания. При этом важно правильно выбрать длину свай. Также удачный вариант – «плавающий» фундамент в виде мелкозаглубленного плитного основания под всей площадью сооружения. За счет большой площади опирания плиты обеспечивается перераспределение нагрузки всего сооружения по площади, за счет чего снижается нагрузка на фундамент. Единственным недостатком технологии является больший расход материала (песок, гравий, бетон, арматура). За счет применения бетона с высокой прочностью и арматуры в нужном количестве обеспечивается высокая устойчивость и надежность возводимых построек.

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.

Другая особенность лёссов — способность уплотняться при трамбовании. В этом случае решающее значение имеют влажность грунта и содержание в нем тонких фракций. На упомянутом выше участке четырехметровый слой сжимаемого лёсса, вскрытого котлованом на глубине 4 м, был уплотнен на 40 см ударным грузом массой 7 т.

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.

Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) стр. 17

При проектировании фундаментов на рыхлых песках следует учитывать, что замачивание этих грунтов, а также различные динамические воздействия, в том числе сейсмические, могут привести к существенному увеличению осадок основания. В таких условиях для прогноза осадок эта формула неприменима и возможные деформации основания должны определяться специальными исследованиями.

При значительной величине ожидаемых осадок и просадок основания, сложенного рыхлыми песками, или при возможности динамического на него воздействия следует предусматривать мероприятия по своевременному, до возведения здания или сооружения, уменьшению деформируемости основания (путем уплотнения, водопонижения, замачивания, закрепления, замены на плотный грунт и пр.) или же переходить на свайные фундаменты. Без применения указанных мероприятий устройство фундаментов на рыхлых песках (и тем более в сейсмических районах) недопустимо. В необходимых случаях должны предусматриваться мероприятия по уменьшению чувствительности зданий и сооружений к неравномерным деформациям.

2.176. При определении расчетного сопротивления грунта основания по формуле (33(7)) следует учитывать, что для повышения экономичности проектных решений и надежности работы оснований:

значение вычисляется с использованием расчетных (а не нормативных) значений угла внутреннего трения, удельного сцепления и удельного веса грунтов оснований; однако в соответствии с п.2.72(2.16) допустимо использование и нормативных значений из табл.26 и 27 (1 и 2 прил.1), причем в этом случае при определении значения применяется коэффициент ;

величина расчетного сопротивления грунта основания корректируется коэффициентами условий работы, зависящими от вида и состояния грунта, а также конструктивной схемы и жесткости здания по табл.43(3);

для грунтов введено требование учета взвешивающего действия воды;

удельный вес грунта в первом члене формулы (33(7)), учитывающем ширину фундамента, принимается для слоев грунта, расположенных под подошвой фундамента, а во втором и третьем членах, учитывающих пригрузку, действующую на основание, - для слоев грунта, находящихся выше уровня подошвы фундамента;

значение вычисляется на глубине заложения фундаментов, исчисляемой от уровня планировки срезкой или подсыпкой; в последнем случае в проекте должно быть оговорено требование о выполнении насыпи до приложения полной нагрузки на фундаменты;

допускается принимать глубину заложения фундаментов от пола подвала менее 0,5 м, если это допускает расчет по несущей способности.

2.177. Расчетные значения , и определяются при доверительной вероятности, принимаемой для расчетов по II предельному состоянию, равной . Указанные характеристики находятся для слоя грунта толщиной ниже подошвы фундамента: при м и при м (здесь м).

Если толща грунтов, расположенных ниже подошвы фундаментов или выше ее, неоднородна по глубине, то принимаются средневзвешенные значения ее характеристик , определяемых по формуле

где - значение характеристики -го инженерно-геологического элемента; - толщина элемента.

Расчетное сопротивление грунта при неоднородности в пределах плана расположения какого-либо протяженного фундамента (например, ленточного) следует определять по характеристикам грунта наиболее слабого инженерно-геологического элемента. Допускается применять фундаменты разной ширины в пределах соседних отсеков здания, разделенного осадочным швом.

2.178. При назначении коэффициента условий работы в формуле (33(7)) следует иметь в виду, что к числу зданий и сооружений жесткой конструктивной схемы относятся:

здания панельные, блочные и кирпичные, в которых междуэтажные перекрытия опираются по всему контуру на поперечные и продольные стены или только на поперечные несущие стены - при малом их шаге;

сооружения типа башен, силосных корпусов, дымовых труб, домен и др.

2.179. При определении расчетного сопротивления грунта по нормативным значениям с и , приведенным в таблицах и при коэффициенте допускается расчетные значения удельного веса грунта, расположенного ниже и выше подошвы фундамента, принимать равным нормативным.

2.180. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле

где - удельный вес частиц грунта, принимаемый равным для песчаного грунта 26 кН/м , для пылевато-глинистого 27 кН/м ; - удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м ; - коэффициент пористости.

2.181. При промежуточной подготовке переменной жесткости в плане или при различной жесткости основания под фундаментом среднее давление по его подошве может превышать расчетное сопротивление грунта основания, определенное по формуле (33(7)). Величина этого превышения зависит от вида и свойств грунта основания, размеров фундамента, величины и характера действующих на него нагрузок и других факторов.

2.182.(2.42). Предварительные размеры фундаментов должны назначаться по конструктивным соображениям или исходя из табличных значений расчетного сопротивления грунтов основания в соответствии с рекомендуемым приложением 3. Значениями допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов зданий и сооружений III класса, если основание сложено горизонтальными (уклон не более 0,1) выдержанными по толщине слоями грунта, сжимаемость которых не увеличивается в пределах глубины, равной двойной ширине наибольшего фундамента, считая от его подошвы.

Таблица 45 (1 прил.3) Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов

Читайте также: