Способы устройства фундаментов в условиях лессовых грунтов

Обновлено: 17.05.2024

Фундамент на насыпных грунтах

Особенности насыпных грунтов

Согласно строительным нормам, такие грунты делятся на несколько групп. Их классификация зависит от причины их образования:

Планово возведенные участки. Возводятся в соответствии с разработанной документацией.
Отсыпные. Возникают в результате проведения различных земельных работ. Так, это может быть результатом сравнивания холма или планирования участка большой площади.
Также насыпные грунты могут быть образованы в результате скопления промышленных и бытовых отходов.

Особенность планово-насыпных грунтов заключается в их однородности и равномерности к сжатию. Они могут образовываться как намывным, так и сухим способом. При намывном способе используется гидромеханизация. Во втором случае речь идет об использовании тяжелой строительной техники, такой как бульдозеры, скреперы и другие. В процессе устройства участка выполняется трамбовка почвы, что значительно улучшает ее несущую способность.

Что касается насыпных грунтов второй группы, то они в основном имеют однородную структуру. Отличие состоит в том, что такая почва имеет неоднородную плотность в разных местах участка, что влияет на сжимаемость. Такие характеристики почвы объясняются тем, что она может быть образована разными способами. Так, это может быть организованный отсып слоями или намыв промышленным способом.

Второй тип насыпного грунта

Третий тип насыпных грунтов образуется также, что и плановые насыпы. Почва на участках с промышленными и бытовыми отходами уплотняется под своим весом или с помощью специальной техники. В результате этого образуется почва, плотность которой по всей площади практически одинакова. Конечно, исключением являются места, где участок располагается под уклоном.

Уплотнение насыпного грунта перед возведением фундамента

При покупке участка мало кто подозревает, с какими сложностями ему придется столкнуться. В первую очередь это касается мест, где ранее был склон или овраг, а для выравнивания площадки использовался насыпной грунт. Перед тем, как начинать выполнение строительных работ, нужно провести геологическое исследование почвы. На основе таких исследований можно будет рассчитать несущие способности грунта.

Насыпные грунты часто используются для выравнивания участка. Конечно, при выполнении таких работ стоит учитывать тот факт, что почва в таких местах будет иметь недостаточную прочность для проведения на ней строительства. Уплотнение может быть произведено несколькими способами:

Естественное уплотнение, которое производится под собственным весом почвы. Такое метод занимает довольно много времени.
Уплотнение с помощью специальной техники. В особенности это касается тяжелой трамбовки.
Также можно выполнить цементизацию и силикатизацию участка. Такой метод является очень затратным.

Усадка грунта во многом зависит от его вида. Так, например, если речь идет о глине, то ее природное уплотнение происходит на протяжении пяти лет. Крупнообломочная почва может приобрести нужных показателей уже через год. Но быстрее всего уплотняется песок: на уплотнение уходит всего полгода.

Виды подходящих фундаментов

Насыпи относят к сложным грунтам, поэтому к выбору фундамента нужно подойти очень внимательно. При устройстве того или иного основания следует учесть некоторые особенности:

Чтобы соорудить ленточный фундамент, нужно провести оценку почвы и выполнить ряд сложных работ.
Свайный фундамент дозволено использовать только на тех участках, где насыпы имеют высокую плотность, а под ними расположен естественный грунт с высокой несущей способностью.

Учитывая такие особенности, специалисты пришли к выводу, что на насыпных грунтах лучше всего использовать монолитную железобетонную плиту. Такое основание обладает многими достоинствами, среди которых прочность и надежность.

Сооружение такого основания начинается с рытья котлована. Земляные работы лучше всего выполнить экскаватором. Это позволит значительно сократить время строительства. После того как котлован будет готов, а его дно выровнено, приступают к устройству опалубки. Для ее сооружения используют щиты из прочных досок. По периметру с внешней стороны устанавливают распорки, которые позволят защитить конструкцию от заваливания под массой бетона.

После этого на дно котлована укладывают щебень и песок. Песок нужно несколько смочить. Подушка тщательно трамбуется. В результате ее толщина должна составить 20 см, не меньше. На следующем этапе выполняется укладка гидроизоляционного слоя. Он прокладывается по всей площади, захватывая боковые стенки опалубки.

Теперь остается только установить армированную сетку. Первый пояс устанавливается на низ. Количество армированных поясов напрямую зависит от толщины монолитной плиты. При необходимости второй слой монтируется на определенной высоте. Теперь остается только провести заливку бетона. Опалубка снимается только после того, как бетон приобретет прочность.

Помните, что для прочности конструкции важен не только правильный подбор фундамента под грунт, но и правильность монтажных работ. а также качество строительных материалов!

Строительство на просадочных грунтах (лёссе)

Лёсс относится к глинистым грунтам. Как разновидность лёссовых грунтов выделяют лёссовые суглинки, однако они имеют ряд отличий.

· Лёсс содержит меньше глинистых частиц и имеет светло-желтый или палевый цвет, в отличие от красновато-бурого лёссового суглинка.

· Лёсс - более пористый и менее плотный, склонный к просадочности материал.

Однако физико-химические характеристики лёсса в сухом и влажном состоянии сильно отличаются. Так, например, при увеличении влажности грунта увеличивается сжимаемость и уменьшается сопротивление породы сдвигу, а значительное снижение влажности необратимо меняет свойства лёсса из-за нарушения характера связей между частицами и их агрегатами.

Это мягкий, структурно-неустойчивый грунт, поскольку в сухом состоянии он достаточно прочен, а под взаимодействие с влагой повышает его плотность и склонность к растрескиванию, поэтому такой грунт дает сильную просадку как от внешней нагрузки, так и от собственного веса.

Лёсс - осадочная порода, которая расположена сразу под почвенным покровом. Толщина таких отложений может достигать нескольких десятков метров.

Особенности лёссового грунта, влияющие на его строительные характеристики

В основе лёсса кварц, полевые шпаты, кальцит и другие минералы, большое количество карбонатов (в среднем 5-20 %) и другие легкорастворимые соли. Высокодисперсные карбонаты и соли создают прочные слаборастворимые связи между зернами лессовых пород, что в совокупности с малым количеством глинистых частиц ведет к снижению пластичности грунта, но повышают сопротивление сдвигу.

2. Пористость 36-60%, вследствие чего лёсс содержит больше воздуха, чем твердых частиц в сухом состоянии.

Для лёсса характерны четыре вида пор:

Это трещины, канальцы, суффозно-карцевые пустоты. Это делает лёсс ненарушенного сложения менее прочным, чем нарушенного.

Эти поры составляют до 35% всего объема грунта и имеют неправильную форму. По ним может перемещаться влага.

Размером до 3мм трубчатые вертикальные канальцы, которые при увлажнении могут сокращать свой объем. При прикладывании давления общий объем такого грунта будет уменьшаться, если же образец насытить водой, то объем уменьшится резко из-за снижения коэффициента пористости.

Плотность лёсса связана с его высокой пористостью и низкой влажностью. Чем глубже расположены слои лёссовой породы, тем выше будет их плотность и сопротивление сдвигу.

3. С этой характеристикой связана величина относительной объемной усадки грунта (δy-v ), которая вычисляется по формуле:

При нарушении сложения грунта значение δ y значительно возрастает. Кроме того, при увеличении влажности такой грунт сжимается сильнее, что тоже ведет к увеличению усадки.

4. Лёсс обладает анизотропностью водопроницаемости, то есть при определении фильтрационных свойств породы в вертикальном положении и в горизонтальном значения могут отличаться в несколько раз из-за вертикальной направленности пор, возникшей в ходе аккумуляции частиц грунта.

5. Естественная влажность лёсса – 0,05-0,25, а максимальная влажность – 15-17%

В лессовых грунтах природная влажность распределяется неравномерно: в верхнем слое располагается зона сезонных и суточных колебаний влажности, ниже - зона относительно постоянной влажности и далее влажность изменяется в сторону увеличения или уменьшения, что зависит от характера подстилающих пород (она может переходить даже в грунтовую воду).

6. Лёсс быстро размокает в воде и не отслаивается, а распадается на структурные элементы целиком благодаря своей пылеватости. Вследствие способности к быстрой размываемости на территориях распространения лёсса часто наблюдается развитие эрозии почвы и просадки грунта.

7. На показатель набухания лёсса влияют несколько факторов:

· величина набухания лессовых пород определяется прежде всего количеством в них глинистых частиц;

· нарушение структуры грунта увеличивает этот показатель в два-три раза;

· уплотнение грунта с помощью специальных процедур может уменьшить набухание. Это объясняется резким снижением показателя водопроницаемости;

· по канальцам в лёссовых грунтах перемещается влага, в которой могут содержаться соли. Их состав и концентрация также влияют на степень набухаемости.

Выбор фундамента в зависимости от вида грунта

Чтобы возвести фундамент для дома, необходимо тщательно исследовать грунт и изучить его характеристики. От характера грунта на участке будет зависеть выбор фундамента.

Различные типы грунта обладают разной несущей способностью. От несущей способности грунта зависит, сколько лет простоит дом, не подвергаясь воздействию грунтовой воды, морозному пучению, усадке и деформированию.

Фундамент для дома выбирают, руководствуясь следующими критериями:

тип и величина здания;
характеристика грунта;
уровень грунтовых вод;
степень морозной пучинистости.

Все типы грунтов подразделяются на следующие группы:

Каменистые и скальные;
Хрящеватые;
Глинистые;
Песчаные;
Суглинки и супеси;
Торфяники;
болотистая почва.

Общие характеристики грунтов

Каменистые и скальные грунты представляют собой мелкие и крупные частицы, не содержащие почвенных элементов. Данные грунты не подвержены пучению, так как в них отсутствует вода. Скальные и каменистые основания не меняют свои свойства и считаются идеальными для закладки фундамента.

Хрящеватые грунты включают в себя смесь камней, глины и песка. Любой вид фундамента на хрящеватых грунтах простоит не одно десятилетие, он не подвержен воздействию воды.

Песчаный грунт состоит из зернового песка, который хорошо пропускает воду и трамбуется при строительстве. Фундамент на крупнозерновом песке не замокает. Глубина промерзания песчаного грунта достигает 1 метра.

Глинистые грунты содержат в себе много влаги, подвержены размоканию и сильному пучению. В холодное время года глина промерзает на 1,5 метра. Фундамент на таком грунте, без замены почвы и устройства песчаной подушки быстро разрушится.

Суглинки и супеси состоят из песка и глины. Грунт промерзает, удерживает влагу и сильно размокает в случае преобладания глинистой части.

Торфяные грунты обильно насыщены водой. Уровень залегания грунтовых вод очень высок. Залегают торфяники на осушенных болотах. Почва легко продавливается и способна затянуть фундамент.

Болотистой почвой называют неоднородный грунт, который состоит из торфа, песчаника и глины. Такая почва имеет разную плотность и разную водонасыщенность.

При возведении фундамента на болотистой почве следует сделать геологическое исследование грунта. Полученные сведения помогут выбрать нужный фундамент.

В зависимости от типа грунта, глубина его промерзания может достигать 2х метров. Чем больше грунт насыщен водой, тем сильнее он промерзает и пучится в холодное время года.

Материалы, используемые для заложения фундамента:

Бетон.
Бутобетон.
Железобетон
Кирпич.

Основные виды и краткая характеристика фундаментов

Столбчатый фундамент является самым дешевым и легко возводимым основанием. Возводят данный тип фундамента под легкие каркасные дома из деревянного материала. Наличие погреба и подвала на таком фундаменте не предусматривается.

Конструкция столбчатого фундамента состоит из шурфов, которые бурят на участке. В полученные ямы устанавливают арматурный каркас и заливают бетонный раствор до уровня основания. Чтобы вывести столбы выше уровня земли, устанавливают опалубку и отливают столбы необходимой высоты. Размещают столбы по углам и на ширине 1,5 – 2х метров друг от друга.

В последнее время, для столбчатого основания используют технологию ТИСЭ.

Ее смысл заключается в том, что шурфы расширяют к низу, а далее армируют и заливают бетоном. Такая техника используется, чтобы упрочнить несущую способность столбов.

Установка столбчатого фундамента проходит на легких грунтах, не подверженных пучению и сдвигам. Применение столбов на неустойчивом основании приведет к расшатыванию и разрушению фундамента.

Столбчатый фундамент с ростверком выполняют по той же технологии, что и классический столбчатый, но дополнительно укрепляют при помощи перевязки.

Перевязка усложнит процесс заложения фундамента, но позволит возвести здание из тяжелых материалов (бетон, кирпич).

Устанавливают ростверк с небольшим заглублением в грунт на песчаной подушке и проводят единое армирование столбов и ростверка.

Глубокозаглубленный ленточный фундамент является самым надёжным.

Его закладка осуществляется на глубине ниже уровня промерзания грунта.

Данную основу возводят, если предусматривается строительство подвала. Глубокозаглубленный фундамент используют на любых почвах из-за высокой надежности и удерживания здания любого веса.

Такой фундамент позволяет уже применять в качестве перекрытий бетонные пустотные плиты и возводить любое малоэтажное здание. Но такая основа на глинистом или песчаном грунте треснет и неравномерно осядет.

Монолитный фундамент является единственным возможным видом фундамента на торфяниках и неустойчивых грунтах. Устройство такого фундамента практически не требует никаких земляных работ, кроме отсыпки песчаной подушки 20-30 см. Затем на подушке отливается монолитная плита под размер дома или чуть больше. Дом как бы плавает на таком фундаменте и состояние грунта слабо влияет на его устойчивость. Монолитная плита на таких почвах не разрушается и не подвергается пучению.

Если же подвал все же нужен, то делают его так: выкапывается котлован на необходимую глубину. На дне котлована устраивается подушка из песка и щебня и отливается монолитная плита. На плите возводят из блоков или путем монолитного бетонирования стены подвала. С наружной стороны они тщательно гидроизолируются. Затем пространство между стенками подвала и стенками котлована засыпается.

Свайный фундамент лучше всего подходит для болотистой почвы. Различная высота свай позволит скрыть неровность поверхности. А специальный состав, которым обрабатываются сваи, защитит их от коррозии.

Для болотистой почвы сваи могут быть железобетонными или комбинированными. Они забиваются в грунт вибропогружением или вдавливанием, пока не будут установлены на твердый грунт. Такой фундамент будет очень прочным и долговечным, даже если сам грунт нестабилен.

Заложение фундамента с учетом особенностей грунта, располагаемого на участке строительства, позволит обеспечить надежность конструкций и сохранность основы до 150 лет.

Особенности проектирования фундамента на лёссовых грунтах

В данной статье мы рассмотрим особенности проектирования фундамента на лессовых грунтах. Лёссом называют однородные осадочные известковистые суглинки и супеси светло-желтоватого, сероватого или соломенного цвета. Обычно залегание покровное, мощность в водораздельной части, в древних долинах рек достигает до сотни метров. В породе преобладают частицы пылеватой размерности, глинистая составляющая может присутствовать до тридцати процентов. Пористость таких грунтов до 50%. Самые мелкие частицы лёсса образованы глинообразующими минералами. Крупные составляющие сложены в основном кварцем и полевым шпатом с примесями различных слюдообразующих минералов и т.п. По размерам составляющих частиц лёссы относятся к суглинку, в меньшей степени – к супеси.

Вопрос об образовании лёссовых пород до сих пор остаётся спорным. Генезис образования самый разнообразный: водные потоки, перенос ветром, температура, выветривание, осадки в воде и т.д. Некоторые исследователи предполагают, что образуются лёссы в результате совместного действия нескольких процессов одновременно.

Согласно эоловой гипотезе лёсс образуется при переносе ветром сухой пыли. При переносе частички пыли взаимодействуют между собой – образуются положительно и отрицательно заряженные частицы. В конце однополюсные заряды отталкиваются друг от друга, они образуют связи с незаряженными частицами или частицами со слабым зарядом. В результате образуются прочные грунты.

С вопросом образования лёссовых пород связан и вопрос об условиях образования их просадочных свойств. Просадочность – это характерная особенность лёссовых пород. Из-за того, что такие инженерно-геологические явления приводят к деформациям зданий и сооружений, их разрушению уделяют большое внимание изучению генезиса лёссовых пород, образования просадочности. По одной группе теорий просадочность пород возникает ещё в момент осадконакопления, во время преобразования пылеватых частиц.

Стоимость выполнения геологических изысканий от 7950 грн за комплекс

Но дело в том, что просадочность грунтов сохраняется в течение долгого времени. Согласно другой группе гипотез просадочные свойства грунтов образуются после образования осадков впоследствии, например, вследствие циклов промерзания и оттаивания грунтов. В результате происходит дробление крупных частиц, образуются более мелкие частицы. Эта теория хорошо подтверждается - образование лессовидных пород приурочено к масштабным оледенениям.

В результате увлажнения лёссовые породы могут уплотняться под незначительным давлением и происходят провалы, просадки грунтов, образуется псевдокарст, образуются овраги. От этого могут пострадать здания и сооружения. Лёссы обладают большой пористостью, они хорошо впитывают воду и превращаются в плывуны. В таких грунтах затрудненно строительство как наземных, так и подземных зданий и сооружений. В лёссовых породах при увлажнении связи между соседними частицами становятся очень слабыми – несущие свойства грунтов теряются. От окружающих природных факторов также зависят сопротивление сжатию и сдвигу. Но в сухом состоянии лёссовые породы прочно выдерживают здания и сооружения, их свойства ухудшаются при увлажнении. Например, при авариях в водопроводных трубах, канализациях и т.д.

При выборе места строительства и проектирование фундамента на лёссовых грунтах стоит избегать участки, где могут быть утечки воды. Для защиты от просадочных явлений в таких грунтах проводят мелиорацию путём бурения специальных скважин глубиной до восьми метров. В них путём горения спекают окружающие лёссовые грунты.

Во время инженерно-геологических исследований картируют участки, где распространены такие породы. Определяют мощности слоёв, описывают каждый слой. Документируют деформации на близлежащих зданиях и сооружениях, провалы, просадки в земле.

Вопросами строительства на лёссовых грунтах стали интенсивно заниматься в связи с тем, что такие грунты занимают очень большую площадь. На таких грунтах в нашей стране уже раньше были построены крупные металлургические, машиностроительные заводы и необходимо знать закономерности изменения грунтов, условия эксплуатации, поддержания в нормальном состоянии находящиеся здесь зданий и сооружений. В настоящее время на таких грунтах тоже ведётся интенсивное строительство. Стоит сказать, что именно на таких грунтах происходит больше всего катастрофических инженерно-геологических явлений, особенно когда поднимается уровень грунтовых вод или из-за утечек воды из трубопроводов.

При проектирование оснований зданий на лессовых грунтах нужно учитывать появляющиеся при увлажнении грунтов дополнительные нагрузки. Планируют специальные инженерные мероприятия (дренаж и т.д.) для снижения просадочности грунтов, для уменьшения количества утечек из трубопроводов. Здания и сооружения с источником воды (например, водонапорные башни) располагают ниже по рельефу.

Заказать инженерно-геологические изыскания Вы можете по телефону, указанному на сайте, либо же заказав обратный звонок. Уже в ближайшее время с Вами свяжется наш специалист и ответит на все интересующие Вас вопросы по геологии участка под строительство.

Комментарии и вопросы:

Ваши вопросы, замечания и пожелания Вы можете оставить здесь. Мы обязательно ответим на все Ваши обращения

Способы устройства фундаментов в условиях лессовых грунтов

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

"Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах" составлены по результатам научных исследований и обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах.

В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также даны основные требования к производству строительных работ по нулевому циклу.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Действие сил морозного пучения грунтов ежегодно наносит народному хозяйству большой материальный ущерб, заключающийся в снижении сроков службы зданий и сооружений, в ухудшении условий эксплуатации и в больших денежных затратах на ежегодный ремонт поврежденных зданий и сооружений, на исправление деформированных конструкций.

В целях снижения деформаций фундаментов и сил морозного выпучивания Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта строительства разработаны новые и усовершенствованы уже существующие в настоящее время мероприятия против деформации грунтов при их промерзании и оттаивании.

Обеспечение проектных условий прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигается применением в практике строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Инженерно-мелиоративные мероприятия являются коренными, поскольку они направлены на осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания и на снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа фундаментов, глубины их заложения в грунт, жесткости конструкций, нагрузок на фундаменты, анкеровки их в грунтах ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Часть предлагаемых конструктивных мероприятий приведена в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песчано-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даются рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов по опыту строительства.

В помощь проектировщикам и строителям приводятся примеры расчетов конструктивных мероприятий и, кроме того, даны предложения по заанкериванию сборных фундаментов (монолитное соединение стойки с анкерной плитой, соединение на сварке и на болтах, а также замоноличивание сборных железобетонных ленточных фундаментов).

Рекомендуемые для строительства примеры расчетов по конструктивным мероприятиям составлены впервые, а поэтому они не могут претендовать на исчерпывающее и эффективное решение всех затронутых вопросов по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов.

Термохимические мероприятия предусматривают, главным образом, снижение сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Это достигается применением рекомендуемых теплоизоляционных покрытий поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта и сил сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.

При назначении противопучинных мероприятий рекомендуется руководствоваться в первую очередь значимостью зданий и сооружений, особенностями технологических процессов, гидрогеологическими условиями стройплощадки и климатическими характеристиками данного района. При проектировании предпочтение должно отдаваться таким мероприятиям, которые исключают возможность деформации зданий и сооружений силами морозного выпучивания как в период строительства, так и за весь срок эксплуатации. Рекомендации составлены доктором технических наук М.Ф.Киселевым.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации содержат данные по проектированию и строительству фундаментов зданий, промышленных сооружений и различного специального и технологического оборудования на пучинистых грунтах.

1.2. Рекомендации разработаны в соответствии с основными положениями глав СНиП II-Б.1-62 "Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования", СНиП II-Б.6-66 "Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования", СНиП II-А.10-62 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования" и СН 353-66 "Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне" и могут быть использованы для инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняемых в соответствии с общими требованиями по исследованию грунтов для строительных целей. Материалы инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям п.1.6 настоящих Рекомендаций.

Примечание. Рекомендации не распространяются на площадки, где сезонное промерзание грунта сливается с вечномерзлым грунтом.

1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличиваться в объеме. Изменение объема грунта обнаруживается в поднятии при промерзании и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта, в результате чего наносятся повреждения основаниям и фундаментам зданий и сооружений.

К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30% по весу, промерзающие в условиях увлажнения. К непучинистым (неморозоопасным) грунтам относятся скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром менее 0,1 мм, менее 30% по весу, пески гравелистые, крупные и средней крупности.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозного пучения по табл.1 подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и условнонепучинистые.

Способы устройства фундаментов в условиях лессовых грунтов

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСТРОЙСТВУ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ В ЛЕССОВЫХ ГРУНТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ АММИАЧНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И БАРЬЕРНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Настоящие Рекомендации разработаны впервые, что вызвано возросшим объемом промышленного и гражданского строительства в районах с широким распространением лессовых грунтов. Рекомендации содержат сведения, касающиеся проектирования, специальных лабораторных и полевых испытаний грунтов, производства и контроля качества работ, материалов и оборудования, а также правил по технике безопасности.

Применение в фундаментостроении разработанной технологии позволит упростить и снизить стоимость устройства оснований из этих грунтов.

Рекомендации разработаны кандидатами техн. наук: В.В.Семкиным (ВНИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР), В.А.Губкиным (Харьковский институт механизации сельского хозяйства Агропрома СССР), инж. С.Е.Бараносом (ВНИИОСП) при участии д-ра техн. наук В.Е.Соколовича (ВНИИОСП), инженеров Н.И.Фурсы (трест Кавминстрой Минюгстроя СССР), М.М.Чаюна и В.В.Горкуна (трест Одесгражданстрой Минстроя УССР), Н.Д.Окишева (ВСНО Гидроспецстроя Минэнерго СССР), Г.Г.Селиванова (Всесоюзное объединение Главташкентстрой Минстроя УзССР) и Л.Ф.Раковой (ВНИИОСП). Общее руководство работой осуществлялось канд. техн. наук В.В.Семкиным.

Рекомендации разработаны на основе отечественного и зарубежного опыта применения прогрессивных технологий, а также результатов выполненных за последнее время научно-исследовательских работ в области закрепления грунтов.

Рекомендации одобрены секцией "Специальные работы" НТС ВНИИОСП и рекомендованы к изданию.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование и производство работ по устройству оснований и фундаментов в лессовых грунтах с применением аммиачных композиций и барьерного закрепления и разработаны в развитие глав СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений и СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения. Основания и фундаменты.

1.2. Устройство лессовых оснований и фундаментов с применением аммиачных композиций и барьерного закрепления является разновидностями химического закрепления грунтов, основу которых составляют химические и физико-химические процессы, возникающие в грунтах в результате введения в них химических реагентов и их взаимодействия с компонентами грунта.

1.3. Применение в фундаментостроении способов устройства оснований и фундаментов в лессовых грунтах с применением аммиачных композиций и барьерного закрепления позволяет в ряде случаев заменить другие способы закрепления грунтов и усиления оснований и значительно снизить стоимость устройства оснований.

1.4. Разработанную технологию следует рассматривать как способы постоянного закрепления грунтов как в предпостроечный период, так и во время эксплуатации.

1.5. При глубинном закреплении не нарушается естественное сложение грунтов. Химическое закрепление характеризуется простотой производства работ, портативностью, мобильностью применяемого оборудования, короткими сроками выполнения работ, возможностью закрепления грунта в любой точке по глубине и в плане без проведения каких-либо специальных работ, возможностью проведения работ без прекращения эксплуатации здания или сооружения, устройством закрепленных элементов задаваемой прочности в плане и по глубине и любой конфигурации, не зависит от погодных условий.

1.6. Целесообразность применения аммиачных композиций и барьерного закрепления должна определяться конкретными условиями строительной площадки на основе результатов технико-экономического сравнения вариантов проектных решений с учетом конструктивных особенностей и назначения возводимых или существующих зданий и сооружений, условий их эксплуатации, расположения коммуникаций, при этом должны учитываться требования индустриализации производства работ и опыт местного строительства.

1.7. В проектах усиления оснований при реконструкции сооружений должно быть предусмотрено проведение натурных измерений деформаций оснований и фундаментов специальными марками и реперами. Программа и результаты наблюдений, проводившихся в период строительства, должны включаться в состав проектной документации, передаваемой заказчику после завершения работ.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АММИАЧНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И БАРЬЕРНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ

2.1. Аммиачные композиции и барьерное закрепление применяются при:

усилении оснований и фундаментов под существующими зданиями и сооружениями;

строительстве промышленных, гражданских и сельскохозяйственных объектов на просадочных грунтах;

проходке подземных выработок;

создании противофильтрационных завес;

защите бетонных конструкций от вредного влияния агрессивных грунтовых вод;

укреплении обратных засыпок;

закреплении грунта при устройстве анкеров;

увеличении несущей способности свай и опор;

строительстве новых объектов в непосредственной близости от существующих.

2.2. Закрепление в грунтовых условиях I типа по просадочности - в пределах деформируемой зоны или ее части; в грунтовых условиях II типа по просадочности - на всю глубину просадочной толщи.

2.3. Усиление оснований существующих зданий и сооружений производится обычно в следующих случаях:

при недопустимых по величине или неравномерных осадках сооружения или его части, вызванных уплотнением под нагрузкой просадочных грунтов при их замачивании;

при увеличении эксплуатационных нагрузок (замена оборудования более тяжелым, увеличение этажности зданий и пр.).

2.4. Строительство новых объектов рядом с существующими вызывает необходимость в усилении оснований последних для предотвращения их деформаций как при производстве работ, так и во время эксплуатации. Усиление оснований в этих случаях позволяет предотвратить подвижку и утечку грунта при повышении влажности, вибрации, удары при производстве работ. Кроме того, устройство закрепленных оснований позволяет уменьшить влияние сооружаемых рядом объектов на существующие и выполнять работы в стесненных условиях. Возможно их применение как подпорных стенок и в качестве элемента "сетчатых стен в грунте".

2.5. Аммиачные композиции и барьерное закрепление применимы для лессовых грунтов различного химико-минералогического состава, имеющих емкость поглощения в щелочной среде не менее 10 мг-экв на 100 г сухого грунта. Коэффициент фильтрации закрепляемого грунта должен быть не менее 10 м/с, степень влажности не выше 0,75.

3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

3.1. Инженерно-геологические изыскания проводятся для получения материалов о геологическом и литологическом строении и гидрологических условиях строительного участка, необходимых для составления проекта закрепления грунтов. Материалы должны содержать сведения:

о составе и гидрогеологических условиях, а также физико-механические и физико-химические характеристики состава, состояния и свойства грунтов: прочностные и деформационные характеристики (угол внутреннего трения, удельное сцепление, прочность при одноосном сжатии, модуль общей деформации), относительная просадочность, начальное просадочное давление и влажность, плотность частиц грунта и плотность грунта, пределы пластичности, влажность, степень влажности, водопроницаемость отдельных литологических разновидностей грунтов и изменение этих характеристик в районе сооружения, в том числе об анизотропии фильтрационных свойств грунтов, агрегатный состав, химический состав водных вытяжек и грунтовых вод, направление и скорость их движения, рН среды, емкость поглощения в 1 н. растворе NaOH, содержание карбонатов, гипса и органических веществ.

3.2. Определение рН грунтов и грунтовых вод производят потенциометрическим методом (рН-метр марки рН-340 и др.).

3.3. Определение емкости поглощения производится титрометрическим способом. Для этого грунт в воздушно-сухом состоянии растирается в ступке резиновым пестиком и просеивается через сито с отверстиями 1 мм. Из подготовленного грунта отбирается проба 50 г, вводится в коническую колбу объемом 250-300 мл, заливается 50 мл 1 н. раствора NaOH и после минутного взбалтывания и 2-3-минутного отстаивания отфильтровывается через складчатый фильтр. Отобранная из фильтра проба объемом 15-20 мл титруется по фенолфталеину 1 н. раствором соляной кислоты .

Емкость поглощения в мг-экв на 100 г грунта рассчитывается по формуле:

где - коэффициент перевода на весь объем;

- гигроскопическая влажность грунта.

3.4. Определение содержания карбонатов в грунте удобно проводить кальциметром Гейслера-Максимюк или титрометрическим способом.

3.5. Определение гипса в грунтах проводят с помощью солянокислых (0,2 Н HCl) и водных вытяжек согласно Руководству по химическому анализу почв (М., Изд. МГУ, 1970).

3.6. Содержание органического вещества в грунтах определяется методом сухого сжигания в потоке кислорода при температуре 950-1000 °С согласно ГОСТ 23740-79 или путем мокрого сжигания органического вещества хромовой кислотой (оксидометрический метод) по методу Тюрина.

3.7. Данные инженерно-геологического обследования должны содержать:

план площадки в масштабе 1:200 с нанесенными контурами сооружения и точками разведочных выработок;

каталог выработок с указанием глубин;

чертежи колонок по отдельным выработкам;

инженерно-геологические продольные и поперечные профили в масштабе 1:100 (вертикальный) и 1:200 (горизонтальный);

таблицы и графики с результатами исследования грунтов.

3.8. Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования для закрепления грунтов производят путем проходки скважин и шурфов.

Образцы грунта отбирают из каждого слоя по 2 м по глубине, а пробы воды в количестве 2 л из каждого водоносного горизонта. Образцы грунта должны быть доставлены в лабораторию в виде монолитов в количестве 1-2 с каждой глубины с ненарушенной структурой и естественной влажностью, для чего образцы-монолиты сразу же после отбора парафинируют и отправляют для испытаний.

3.9. Число скважин и шурфов и их расположение на площадке назначают в зависимости от сложности геологического строения и размеров сооружения. Расстояние между разведочными выработками должно быть не более 40 м, а между скважинами - 15 м.

4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Для установления возможности применения аммиачно-силикатных композиций и барьерного закрепления и определения необходимых для проектирования данных выполняют специальные лабораторные исследования, в состав которых входят:

исследования свойств подлежащих закреплению и закрепленных грунтов;

подбор и разработка составов растворов и исследование их свойств;

исследование процесса инъекции разработанных химических растворов;

разработка оптимальной рецептуры реагентов.

4.2. Для обеспечения лабораторных исследований образцами грунтов на строительной площадке проходят шурфы и бурят скважины с описанием грунтов и отбором монолитов и проб. Скважины располагаются по квадратной сетке на расстоянии до 15 м одна от другой. Образцы грунтов отбирают из каждого инженерного элемента, но не менее чем через 1,5 м по глубине, пробы грунтовой воды по 1-2 л из каждого горизонта. Образцы отбираются с сохранением естественной структуры и влажности по 1-2 с каждой глубины.

4.3. Монолиты и керны непосредственно после извлечения из массива необходимо покрыть гидроизоляционными материалами, при этом должна быть указана пространственная ориентировка материала (в связи с анизотропией материала).

4.4. Из отобранных монолитов или кернов изготавливают образцы необходимого размера. Число испытаний образцов должно быть не менее трех и назначается по коэффициенту вариации, полученному при обработке данных испытаний образцов на сжатие:

Читайте также: