Можно встретить мнение, что песок, а также щебень и песчано-гравийную смесь, вообще не требуется уплотнять, поскольку они малосжимаемые, и даже если при их разработке (разрыхлении) и происходит некоторое ухудшение механических свойств по сравнению с естественным залеганием, то незначительное да ещё и при больших запасах прочности. Но это не совсем верно.
Да, при использовании искусственных оснований под здания и сооружения прежде всего следует рассматривать именно песок и крупнообломочные грунты. Осознанное использование для этой цели пылевато-глинистых грунтов является вынужденной мерой, сопряженной с немалыми трудностями и требующей высокой квалификации от разработчиков и исполнителей проекта. И главная причина такого положения заключается не в том, что песок и гравелистые грунты крепче, а в том что их возможно уплотнить почти до природного состояния, а пылевато-глинистые - практически нет.
При разработке грунтов нарушаются структурные связи между частицами, грунты разрыхляются, разуплотняются и разупрочняются, а затем даже без внешней нагрузки постепенно стремятся восстановить прежнее положение частиц грунта между собой, что ведёт к повышенным и неравномерным деформациям основания. Совершенно логично, что неплохо было бы помочь насыпным грунтам заранее восстановить это положение путем трамбования (уплотнения).
Вот только уплотнение пылевато-глинистых не позволяет достичь тех же прочностных и деформационных характеристики, что при естественном сложении. Причина заключается в том, что их связность и сцепление определяется цементационным сцеплением, возникающим в процессе формирования и существования толщи грунта, и сцеплением межмолекулярного притяжения. При нарушении природной структуры пылевато-глинистого грунта и его разуплотнении резко уменьшаются оба вида сцепления. Последующее уплотнение приводит к повышению плотности и восстановлению межмолекулярного взаимодействия влаги и частиц грунта. А цементационное сцепление при этом не восстанавливается, даже если грунт уплотнится выше, чем при природном сложении.
А вот маловлажные рыхлые песчаные и гравелистые грунты уплотняются хорошо. Они имеют жесткие контакты между минеральными частицами, которые при этих воздействиях легко нарушаются, что и обусловливает перегруппировку частиц и их более плотную "упаковку". Но как понять, что уплотнение достаточно?
Во-первых, надо определить достаточную степень уплотнения. Она зависит от среднего давления, передаваемого на основание. Определяется как отношение плотности уплотненного грунта и плотности грунта в природном сложении.
Давление определить относительно не сложно, но есть много нюансов. Так, к весу конструкций дома, включая стяжку и штукатурку, следует прибавлять ещё т.н. полезную нагрузку, включающую себя людей, мебель и предметы быта (по снипу принимается 150 кг на квадратный метр перекрытия), а также нагрузку от снега. При этом надо понимать, что нагрузки не "размазываются" равномерно по подошве фундамента - отдельные участки могут быть нагружены сильнее, другие - слабее. Соответственно, давление надо определять по отдельным участкам, а не тупо деля суммарную нагрузку на суммарную площадь подошвы фундамента. Кроме того, в рассматриваемой ситуации надо учитывать и давление вышележащих слоев отсыпки.
Итак, среднее давление можно определить аналитически, а вот как определять степень уплотнения?
Самый точный способ - отбор проб уплотненного грунта и испытания в лаборатории, и только его в "большом" строительстве признают в качестве доказательства достаточности уплотнения. Но строителям ведь надо понимать, наступил ли тот момент, когда есть смысл заказывать недешевые изыскания, без риска нарваться на переделку.
Чтобы не определять этот момент на глазок, существуют полевые методы. Самый простой - использование специального щупа-плотномера. К сожалению, он не применим к грунтам, содержащим более 25% твердых частиц величиной более 2 мм (то есть ПГС и щебень отпадают, для них есть более мудреные плотномеры).
Плотность грунта определяется по величине удельного сопротивления грунта забивке конусного наконечника на участке зондирования.
Плотномер для грунтов состоит из стержня с конусным наконечником, направляющей штанги с ограничителем высоты подъема гири в виде ручки. Направляющая штанга соединяется с рабочим стержнем муфтой-наковальней.
Прибор в собранном состоянии устанавливается на контролируемую поверхность. Затем гирю несколько раз поднимают до ограничителя и отпускают. Гиря ударяет конусному наконечнику с фиксированным усилием. Сначала ударами гири щуп забивают в грунт на глубину 10...20 см (по рискам, в зависимости от слоя), затем еще на 10 см (следующая отметка), но уже с подсчетом ударов.
После окончания испытания плотномер с помощью ручки вытаскивается из грунта и проводится испытание еще в 2-х точках на расстоянии не менее 30 см - итоговая величина определяется по среднему.
К плотномеру прикладывается графики зависимости степени уплотнения от количества ударов для различных типов грунтов.
Стоимость прибора 6-9 тысяч. Учитывая "сложность" и "наукоемкость" прибора, выглядит дороговато, хоть и нужен он для измерения очень важного с точки зрения надежности показателя. Но можно поискать б/у (или самому продать, когда станет ненужным, отбив часть денег) или поискать чертежи в сети.
#загородный дом
#фундамент
