Какие бывают грунты и что от них можно ожидать?

При строительстве дома фундамент проектируется в зависимости от грунтов, залегающих в основании. В статье рассмотрим основные виды грунтов, которые встречаются в средней полосе России.

Существует 2 типа грунтов – скальные (известняк, песчаник, базальты и пр.) и дисперсные (пески, глины, торф, илы и др).

Скальные грунты.

Скальные грунты являются самым хорошим основанием для фундаментов. Они не сжимаемы под нагрузкой и могут выдержать значительный вес от проектируемого здания. Если в основании фундамента у вас залегают скальные грунты, то вам повезло – дом будет стоять долго и без осадки фундамента. Скальные грунты не подвержены морозному пучению и просадке.

Один из немногих минусов, который может вас затронуть – карстовые провалы территории. Карст образуется в результате вымывания грунтов водой. Вымыванию подвержены, как правило, известняки, мел и прочие склонные к растворению в воде грунты. Отношение территории к карстоопасной можно узнать в СП 115.13330.2016 Геофизика опасных природных воздействий (рисунок Б.5 – Карта распространения карста на территории РФ). На местности можно также оценить карстоопасность - стоит быть осторожным при проектировании фундаментов:

- если в районе рядом с вашим участком есть круглые впадины, напоминающие воронки или блюдца (хорошо оценить помогают яндекс карты с включенным слоем «спутник»);

- местное население знает случаи, когда земля проваливалась (с домами, коровами или сама по себе).

Пример отражения карстовых провалов на яндекс картах.

Если ваш участок находится в карстоопасной зоне, и у вас есть подозрения, что на участке может быть карст, лучше обратиться в специализированные организации, которые занимаются изучением карста. Хотя бы для консультации. Вам обязательно подскажут, что лучше сделать.

Также при проектировании фундаментов стоит учитывать возможную кавернозность скальных грунтов – вода пробивает себе путь и образует в грунте множество сообщающихся каналов внутри. Кавернозность может приводить к потере раствора при заливке фундамента. Встречается не часто, и при подготовке основания фундамента проблем не доставляет.

Дисперсные грунты.

Все наименования грунтов для строительства по составу и свойствам регулируются ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация». В статье мы также будем придерживаться этим наименованиям. Грунты, у которых отсутствуют связи между частицами, образующие «скальный скелет», называются дисперсные.

Абсолютное большинство дисперсных грунтов состоят из песков, супесей, суглинков и глин.

Пески являются несвязными грунтами – их невозможно раскатать на ладони в шнур менее 3 мм в диаметре.

Образец мелкого песка после рассева в ситах. От зерен более 2 мм к зернам менее 0,1 мм.

Основные различия в песках обусловлены гранулометрическим составом (размер зерен, из которых состоит песок), количеством пустот между зернами (пористость), количеством воды в порах и окатанностью частиц. Именно эти 4 свойства и определяют сжимаемость песка и его прочностные характеристики.

Разберем каждую по отдельности:

1. Крупность - пески различаются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Чем крупнее зерна, слагающие грунт – тем прочность песка выше и он меньше сжимается. Гравелистые пески являются гораздо лучшим основанием, чем мелкие. При устройстве оснований особое внимание следует уделять пылеватым пескам, которые склонны терять свою форму при водонасыщении и становится текучей массой
2. Пористость (количество пустот) - различают рыхлые (много пор), средней плотности и плотные. Рыхлые пески являются слабым основанием, подверженным большой осадке под нагрузкой. Рыхлые пески, как правило, не рекомендуются в качестве основания сооружения.
3. Количество воды в порах - пески по влажности различаются на сухие, средней степени водонасыщения и водонасыщенные. В природе влажность влияет на характеристики – вода выступает в роли смазки между частицами и снижает механические свойства песков. Особенно это сильно сказывается на мелкозернистых песках (пылеватых). Учитывая, что пески в любой момент могут стать водонасыщенными и снизить свои характеристики – при испытаниях проводят дополнительное водонасыщение с целью спрогнозировать ухудшение свойств и дать результат, который обеспечит соответствие грунта в любых условиях.
4. Окатанность частиц – различают окатанные и, соответственно, неокатанные. Данное свойство влияет на возможность «цепляться» частицами между собой при приложении нагрузки. Чем более округлые (окатанные) частицы, тем зацепление между частицами меньше. Напрямую данное свойство при назначении механических характеристик не используется, но является характеристикой для оценки происхождения грунта – например, речной песок будет окатанным, чего не скажешь про ледниковые.

В целом песок является хорошим основанием. При проектировании фундаментов, как правило, стараются остановится на нем.

Следующей массивной группой являются глинистые грунты – супеси, суглинки и глины.

Данные грунты являются связными – они не рассыпаются, как песок, т.к. глинистые частицы образуют между собой связи, позволяющие держать форму.

Качество глинистых грунтов, как основания фундамента зависит от следующих характеристик:

1. Количество воды в порах. Чем воды больше, тем характеристики грунта ниже. От количества воды зависит способность грунта сопротивляться внешнему воздействию. Любой образец глинистого грунта можно сделать от твердого (когда можно вдавить только ноготь) до текучего (когда образец начинает растекаться по столу).
2. Минеральный состав грунта и размера слагающих частиц. Влияет на пластичность грунта. Например, супеси содержат большое количество песчаных частиц и пыли и имеют гораздо меньшую пластичность, чем глины.
3. Количество пор. Чем больше пор, тем больше воды может набрать образец без изменения объема и тем сильнее ухудшаться его характеристики.

Суглинок от полутвердого (левая часть образца) до мягкопластичного (в центре).

Именно эти 3 слагающих влияют на возможность использования глинистого грунта в качестве основания сооружения.

Основной особенностью глинистых грунтов является:

• пучинистость (увеличение размера при промерзании);
• долгое время уплотнения под нагрузкой;
• набухание при замачивании и потеря несущей способности;
• низкая фильтрационная способность и возможность удерживать влагу долгое время.

Глинистые грунты являются многообразными и однозначно рекомендовать их всех в качестве основания нельзя. Глинистые грунты обязательно надо исследовать. Хотя бы своими силами.

Существуют также отдельный класс грунтов – органические.

Это торф, илы, сапропели, заторфованные глины, суглинки, супеси и пески,. Данные грунты характеризуются повышенной сжимаемостью и влагоемкостью. Является слабым основанием. Никогда не рекомендуются в качестве основания сооружения. Как правило, проводят выторфовку, либо проходят данные слои сваями.

Это основные виды грунтов, которые встречаются при строительстве в средней полосе России.

А какие грунты были у вас и как вы их проверяли перед строительством?

Канал ведется сотрудниками ООО "Научно-технический центр инженерных изысканий" Дополнительную информацию о нас вы можете узнать на сайте ntcii.ru.

В комментариях вы можете задать интересующие вас вопросы. Краткий ответ предоставим ответным комментарием, если вопрос будет объемным, выделим в отдельную статью.