Основания и методы повышения несущей способности оснований.

Грунт — любая горная порода или почва, представляющая собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени и используемую как основание, среда или материал для возведения зданий и сооружений, все нагрузки, действующие на здание, в том числе и собственный вес здания, через фундаменты передаются на грунт.

Грунт, непосредственно воспринимающий эти нагрузки, называется основанием.

Грунт, способный в своем природном состоянии выдержать нагрузку от здания, называется естественным основанием.

Если грунт не воспринимает нагрузку от здания, его искусственно укрепляют- искусственное основание.

Грунт, работающий как основание здания, должен удовлетворять следующим требованиям:

1. обладать достаточной несущей способностью и малой сжимаемостью (слабые непрочные грунты или сильно сжимаемые вызывают большие и неравномерные осадки здания, приводящие к его повреждению и разрушению);

2. не подвергаться пучению, т. е. не увеличивать свой объем при замерзании влаги, находящейся в его порах (пучинистые грунты создают очень большое давление на здание снизу вверх, что приводит к перекосу здания и даже к его разрушению);

3. не размываться и не растворяться грунтовыми водами (наличие в грунте основания легко растворимых веществ может привести к выщелачиванию грунта и вызвать деформацию и повреждения здания);

4. обладать неподвижностью (это требование связано с устойчивостью пластов грунта).

Строительные нормы и правила подразделяют грунты:

1. на скальные и крупнообломочные

Скальные и крупнообломочные грунты являются надежным основанием для здания.

2. песчаные

Песчаные крупнозернистые грунты обладают большой водопроницаемостью и поэтому при промерзании не вспучиваются. Они дают быструю и неизменяемую со временем небольшую осадку под нагрузкой.

3. глинистые.

Глинистые грунты (супеси, суглинки и глины) при увлажнении переходят из твердого состояния в пластичное или текучее. В твердом, т. е. сухом, состоянии глинистые грунты обладают высокой несущей способностью и могут служить хорошим основанием.

Глинистые грунты под нагрузкой уплотняются очень медленно, и осадка здания на таких грунтах может происходить в течение нескольких лет.

Существует разновидность глинистых грунтов, структура которых состоит из глинистых и очень мелких пылеватых частиц и из крупных пор (макропор), видимых невооруженным глазом. Такие грунты называют макропористыми, или лёссовидными. В сухом состоянии они обладают достаточной прочностью и жесткостью.

Глинистые грунты пучинистые, т. е. увеличивающие свой объем при замерзании воды в порах. Силы пучения бывают настолько велики, что могут приподнять многоэтажный дом, поэтому фундаменты в таких грунтах устраивают ниже глубины промерзания грунта.

4. Мелкие и пылеватые пески менее прочны. Увлажнение снижает их несущую способность. В водонасыщенном состоянии они становятся текучими (плывунами) и не могут служить основанием для здания

5. Существуют также растительные грунты (верхний почвенный слой, торфяники) и насыпные грунты, образовавшиеся при засыпке неровностей рельефа.

Обе эти разновидности грунтов не могут быть использованы как основание здания, так как имеют неоднородный состав с большой примесью органических веществ, очень сильно и неравномерно сжимаются и не обладают хорошей несущей способностью.

Грунтовые воды образуются в результате проникания в грунт атмосферных осадков. Проходя через водопроницаемые слои (крупнообломочный грунт, пески), вода задерживается водонепроницаемым (во-доупорным) слоем, которым обычно служит глина, скапливается здесь или течет по уклону этого сдоя. Уровень грунтовых вод зависит от напластования грунтов, величины атмосферных осадков и изменения уровня воды в близлежащих водоемах.

Просачиваясь через различные слои грунтов и растворяя содержащиеся в них вещества, грунтовые воды образуют растворы, иногда разрушительно действующие на строительные подземные конструкции (фундаменты, подпорные стенки). Такие грунтовые воды называются агрессивными.

В тех случаях, когда грунты в своем природном состоянии неспособны служить надежным основанием, прибегают к искусственному укреплению грунтов.

Существует несколько способов укрепления грунтов:

1. поверхностное уплотнение с помощью вибрирования, укатки или трамбовки

2. глубинное с помощью забивки в грунт деревянного сердечника конусной формы.

После его изъятия оставшееся углубление заполняют грунтом. Закрепление грунтов выполняют силикатизацией, цементацией, битумизацией. Эти способы укрепления основаны на нагнетании в грунт по трубам соответствующих растворов, которые скрепляют его частицы.