Грунт – это сложное и многогранное понятие, объединяющее под собой различные горные породы и почвы, формирующие основу для строительства зданий и сооружений.
Он представляет собой динамическую систему, свойства которой изменяются со временем под воздействием различных факторов – атмосферных осадков, температуры, нагрузки от сооружений и подземных вод.
Поэтому, проектирование и возведение любых строений недопустимы без тщательного анализа грунтовых условий. Выбор типа фундамента, его глубина заложения и несущая способность напрямую зависят от характеристик грунта.
Основные свойства грунта, определяющие его пригодность для строительства, можно разделить на несколько ключевых показателей:
-Сжимаемость (способность грунта уменьшаться в объеме под воздействием нагрузки – критически важный параметр. Высокая сжимаемость может привести к неравномерной осадке фундамента и, как следствие, к деформации и разрушению здания)
-Несущая способность (максимальное давление, которое грунт способен выдержать без деформаций, превышающих допустимые нормы. Это определяет выбор типа и глубины заложения фундамента)
-Пучинистость грунта (способность грунта увеличиваться в объеме при замерзании воды, содержащейся в его порах. Пучинистые грунты могут вызывать значительные деформации фундамента, приводящие к повреждению здания. Поэтому при проектировании учитывают глубину промерзания грунта в данном регионе и принимают меры по предотвращению пучения, например, устройство глубоких фундаментов или применение специальных изолирующих материалов)
-Влияние грунтовых вод (высокий уровень грунтовых вод может привести к размыванию грунта, снижению его несущей способности и, в случае агрессивных вод, к коррозии элементов фундамента. Необходимо определить глубину залегания грунтовых вод и их химический состав для выбора соответствующих конструктивных решений.
-Стабильность грунта (грунт должен быть достаточно прочным и устойчивым, не подверженным оползням, обвалам и другим геологическим процессам)
Разнообразие грунтов огромно.
Можно выделить несколько основных типов:
-Скальные грунты (граниты, известняки, кварциты и т.д.) – самые прочные и надежные основания. Они практически не сжимаются, не подвержены пучению и водоустойчивы.
Хрящеватые грунты (щебень, гравий, галька) – образованы из обломков скальных пород. Их свойства зависят от размера и формы частиц, а также от наличия глинистых примесей.
-Песчаные грунты – состоят из песчинок различной крупности. Они обладают хорошей водопроницаемостью, относительно низкой сжимаемостью и малой пучинистостью. Однако легко вымываются водой, поэтому их свойства могут изменяться под воздействием атмосферных осадков.
-Глинистые грунты– состоят из мельчайших частиц глины, обладающих высокой водопоглощающей способностью. В сухом состоянии они могут выдерживать значительные нагрузки, но при увлажнении их прочность резко снижается, и они становятся подвержены пучению.
-Лессовые грунты– рыхлые, пористые, содержащие карбонат кальция. Они очень чувствительны к увлажнению, значительно теряют прочность при насыщении водой и подвержены оседанию.
-Черноземы, богатые органикой, являются крайне неподходящим основанием для строительства из-за их высокой сжимаемости и нестабильности. Строительство на черноземах без предварительного укрепления грунта категорически не рекомендуется.
Перед началом проектирования и строительства необходимо провести тщательное инженерно-геологическое исследование грунта, включающее бурение скважин, отбор образцов грунта для лабораторных исследований и определение физико-механических свойств. Это позволит точно определить несущую способность грунта, глубину промерзания, уровень грунтовых вод и другие важные параметры, необходимые для проектирования надежного и долговечного фундамента.
Только на основе таких данных можно выбрать оптимальный тип фундамента и обеспечить безопасность и долговечность здания. Пренебрежение этими исследованиями может привести к серьезным проблемам и значительным финансовым потерям.
Фундамент: Что это такое и их классификация
Фундамент - это важнейший элемент несущей системы строения, который воспринимает все нагрузки и распределяет их на грунт. Фундаменты играют ключевую роль в общей надежности здания, поскольку их прочность, долговечность и устойчивость предопределяют надежность и срок службы всей постройки.
На величину глубины заложения влияют такие факторы:
- назначение здания,
- наличие подвала,
- уровень грунтовых вод,
- глубина промерзания.
Классификация фундаментов:
1. Ленточные фундаменты - в виде сплошных стенок монтируются по всему периметру стен. Ленточные фундаменты применяются под дома с массивными стенами (бетонными, каменными, кирпичными) или с тяжелыми перекрытиями.
Для изготовления ленточных фундаментов используют любые стройматериалы, кроме дерева (например: бутобетон, бутовый камень, красный кирпич).
Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.
2. Столбчатые фундаменты состоят из столбов и фундаментных балок. Фундаментные балки устанавливают по всему контуру стен (аналогично лентам). Они принимают нагрузку от стен и передают ее на столбы. Столбы устанавливают в местах пересечения стен и между ними с определенным шагом (от 2 до 6 метров), который рассчитывается, в зависимости от массы здания и несущей способности грунта.
3. Свайные фундаменты. Сваи располагают под стенами аналогично столбчатым фундаментам, но с меньшим шагом, который определяют расчетом. По верху свай устраивают ростверк. Балки ростверка имеют много общего с фундаментными балками. Свайный фундамент используется, когда на слабый грунт нужно передать большие нагрузки.
Также фундаменты можно классифицировать по материалу:
- Из бутового камня (требуют больших затрат ручного труда, экономически целесообразны в районах добычи);
- Бутобетонные (из бутового камня, утопленного в бетонную смесь) – менее трудоемкие, но большой расход цемента;
- Бетонные – выполняются в опалубке из монолитного бетона. Требуют повышенного расхода цемента.
- Кирпичные
По характеру работы:
- жесткие (работающие только на сжатие),
- гибкие (работающие преимущественно и на изгиб)
Глубина заложения:
- мелкого заложения (до 1м),
- глубокого заложения (от 1 до 3 м).
