Укрепления грунтов

Основанием называют массив грунтов, расположенный под фундаментом и воспринимающий от него нагрузку здания.

В зависимости от вида грунтов, составляющих основание, основания могут быть естественными и искусственными.

Естественное основание – это грунты, способные в природном состоянии воспринимать нагрузку от здания, так как имеют достаточную несущую способность. Качество естественного основания зависит от вида грунтов в основании, его влажности, уровня грунтовых вод и глубины промерзания.

Искусственные основания – это грунты, не способные воспринимать нагрузку от здания в своём природном состоянии. Для их использования в качестве основания необходимы дополнительные мероприятия.

Поскольку от состояния оснований зависят во многом долговечность и эксплуатационные свойства здания, то к основаниям предъявляются жёсткие требования:

- иметь достаточную несущую способность для восприятия нагрузки от здания, которая зависит от вида грунтов в основании;

- обладать небольшой и равномерной сжимаемостью под нагрузкой;

- иметь неподвижность и однородность по составу;

- избегать пучения (увеличивают объём при отрицательных температурах);

- противостоять воздействию грунтовых вод.

В основаниях под нагрузкой от здания происходят деформации, величина которых зависит от конструкции фундамента и вида грунтов.

Виды деформаций оснований могут быть:

- осадка – небольшие и равномерные деформации, не приносящие зданию какую- либо опасность;

- просадка – деформация, при которой происходят коренные изменения структуры грунта, ведущая к образованию трещин в стенах здания или даже к разрушению здания;

- оползень – сползание грунта при расположении его пластов на косогорах (наклонных поверхностях земли) или расположении несущих грунтов по жирному глинистому пласту;

- пучение – изменение (увеличение) объёмов грунта при отрицательных температурах.

Грунты – это геологические породы, образующие верхний слой земной коры. Этот слой состоит из скелета, который составляют частицы породы и пространства между ними пор, заполненных в сухом грунте воздухом, во влажном – водой.

Согласно СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и фундаменты» грунты оснований подразделяются на скальные и нескальные.

Скальные грунты практически не сжимаются под нагрузкой и являются идеальным основанием для зданий.

Нескальные грунты (крупнообломочные, песчаные, глинистые) более слабые и сжимаемые.

Крупнообломочные грунты – это грунты, содержащие в своей массе более 50% обломков кристаллических или осадочных пород с размерами более 2мм. В зависимости от крупности частиц различают: валунные - частицы более 200мм, галечниковые (щебенистые)- более 10мми гравийные (дресвяные) грунты - более 2мм.

Песчаные грунты – сыпучие грунты в составе своём имеют менее 50% частиц более 2 мм, не обладают пластичностью. В зависимости то крупности зёрен пески бывают:

- гравелистые, крупные, средней крупности – это грунты достаточно прочны и устойчивы;

- мелкие и пылеватые во влажном состоянии становятся ненадёжным основанием. При насыщении водой они становятся текучими, образуя «плывуны».

Глинистые грунты – связные грунты. В сухом и маловлажном состоянии глинистые грунты могут быть хорошим основанием, но увлажнение и промерзание ведёт к образованию пучения, снижению несущей способности, поэтому в качестве оснований не желательны.

Разновидностью глинистых грунтов являются супеси и суглинки, содержащие в различных пропорциях глину, песок, пылеватые частицы. Суглинки содержат от 10 до 30%, а супеси от 3 до 10% глинистых частиц.

Лёссовидные грунты содержат крупные вертикальные поры – являются тоже разновидностью глинистых грунтов. Для использования в качестве оснований необходимы дополнительные мероприятия.

Если грунты в основании в природном состоянии не способны воспринимать нагрузку от здания, их искусственно укрепляют, проводя дополнительные мероприятия по упрочнению грунтов:

1) Уплотнение, оно может быть:

- поверхностным для недостаточно плотных грунтов, осуществляется катками, трамбовкой вибраторами или падающими с высоты плитами;

- глубинным выполняется специальными вибраторами с одновременным увлажнением или забивкой свай в грунт.

2) Физико-механические методы закреплени я грунтов основаны на нагнетании в грунт по перфорированным (с отверстиями) трубам соответствующих растворов, которые затвердевая, придают грунту камневидную структуру. В зависимости от вида раствора и грунта выполняют:

- Цементацию (цементное молоко)трещиноватых скальных пород, крупных и средних песков;

- Битумизацию (жидкие битумные мастики) для мелких и пылеватых песков;

- Силикатизацию (раствор жидкого стекла с хлористым кальцием) для пылеватых песков и лёссовых грунтов;

- Термический способ (обжиг грунтов горячим воздухом) для лёссовых грунтов.

Выбор способа укрепления грунтов в основании зависит от характеристики грунтов, технико-экономического анализа, расхода материалов, трудозатрат, стоимости.

Материал для закрепления:

1 Назвать виды оснований.

2 Дать определение основанию.

3 Назвать деформации, происходящие в основаниях.

4 Указать виды грунтов, на которые они подразделяются по СНиП.

5 Дать характеристику скальным грунтам.

6 Указать виды грунтов, относящихся к нескальным.

7 Назвать способы упрочнения грунтов в основании.

Проверка степени усвоения материала:

1 Заполнить таблицу, указав основные требования к основаниям:

2 Назвать деформации, возможные в основаниях:

А – скольжение одного грунта по другому ……;

Б – изменение объёма грунта при промерзании …..;

В – деформации, не приносящие ущерба зданию ….;

Г – изменение структуры грунта, приводящее к трещинам в здании.

3 Закончить фразу:

А – В качестве оснований нельзя применять грунты …..;

Б – Основания, в природном состоянии способные выдержать нагрузку от здания, называются ….;

В – Хорошим основанием являются грунты …..;

Г – Основания, требующие дополнительных мероприятий для возведения на них зданий, относятся к ….;

Д – Уплотнения грунтов бывают…;

Е – К методам упрочнения грунтов относятся ….