Исследования грунтов: Анализ Грунта под Фундамент — Цена Анализа Почвы для Строительства Дома – Лабораторные исследования грунтов. Лабораторные испытания грунтов. Лаборатория грунтов

Лабораторные исследования грунтов. Лабораторные испытания грунтов. Лаборатория грунтов

Отобранные пробы во время бурения  скважин,  образцы доставляют в лабораторию, где проводят испытания грунтов. Лабораторные испытания  грунтов производят для определения параметров свойств грунтов поддаваться статическим нагрузкам и динамическим воздействиям . В лаборатории грунты нагружают и разгружают, сдвигают, деформируют различным образом, моделируя процессы уменьшения давления на грунт при строительстве котлованов, а затем резкого возрастания нагрузки при строительстве здания. Лабораторные исследования и испытания для определения строительных параметров свойств грунта, носят точный характер.

На грунт создаются давление, по заданным параметрам которое будет создано после строительства. Если сооружение будет подвержено динамическим воздействиям, не только от механизмов внутри, но и от внешних воздействий – например, железной дороги или трамвайной линии,  или автострады- то проводят испытания грунтов методом цикличных сжатий.

Составной частью  исследований грунтов являются лабораторное изучение грунтов.

Изучение грунтов в лаборатории – это целая совокупность работ, проводимых с целью получения данных, носящих инженерно-геологический характер. В состав этих данных входит информация о свойствах и составе грунтов, в чем и  и заключаются  геологические исследования.

При помощи различных методов изучаются в первую очередь химические показатели грунтов. Исследуют также механические свойства и физические свойства и физико-механические параметры.

В составе инженерно-геологических изысканий выполняются лабораторные, геологические исследования физико-механических свойств грунтов, в компрессионных и сдвиговых приборах, в приборах трехосного и одноосного сжатия.

Лабораторные исследования грунтов

В результате лабораторных исследований  определяется наименование, состав, состояние, физико-механические свойства грунтов, а также химический состав грунтов и грунтовых вод . Геологические исследования грунта проводятся с целью выявления свойств по сцеплению и деформациям массива грунта, моделирования  влияния сооружения на грунт.

Для глинистых  грунтов определяются физические и механические свойства, показатели сжимаемости и сопутствующие определения.
Для несвязных грунтов предполагается выполнение комплекса определений физических характеристик (грансостав, плотность в рыхлом и плотном состоянии, угол естественного откоса).
Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее 10 для определения показателей физических и не менее 6 для определения механических свойств по каждому основному литологическому слою (инженерно-геологическому элементу).

Лабораторные исследования грунтов

Выполняют химический анализ 3-х проб грунта на каждый инженерно-геологический элемент и не менее 3-х проб грунтовых вод для определения агрессивности к бетонам, коррозионной активности грунтов к металлам: алюминию, свинцу и стали, для каждого инженерно-геологического элемента.

Все определения проводятся согласно ГОСТ 12148-96, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12536-79, ГОСТ 25584-90, ГОСТ 25100-2011, ГОСТ 12248-2010.

Лабораторные исследования грунтов

Лабораторные исследования грунтов проводятся для определения их состава, состояния, физических, механических и химических свойств, что позволяет определить классификационную принадлежность грунта в соответствии с ГОСТ 25100-2011, установить их нормативные и расчетные характеристики, выявить степень однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине для выделения инженерно-геологических элементов, а также прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объекта / СНиП 11-02-96, СП 11-105-97/.

Выбор видов лабораторных исследований производится в зависимости от типа грунта, стадии проектирования и класса ответственности зданий и сооружений в соответствии с требованиями приложения СП 22.13330.2011, СП 47 13330. 2012. При необходимости и в соответствии с техническим заданием могут быть проведены дополнительные исследования грунтов, методы которых регламентированы действующими государственными стандартами (механические свойства грунтов при динамических воздействиях, показатели ползучести и консолидации и др.). При выборе состава, объема, методов и схем лабораторных определений свойств грунтов и их специфических особенностей учитываются условия работы грунтов в основании зданий и сооружений / СП 22.13330.2011/. Если в процессе строительства и эксплуатации проектируемых зданий и сооружений возможны изменения структуры, состава и состояния грунтов, то определяются характеристики грунтов при соответствующих прогнозируемых изменениях структуры, состава и состояния (консистенцию и механические свойства при заданной влажности и плотности грунтов, замачивании, консолидация и др.), в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011

Изучение физических показателей

Изучение физических показателей грунтов в лабораторных условиях включает:

— выявление степени влажности;

— исследование минерального содержания;

— выявление степени плотности почвы;

— определение пористости грунта;

— способности грунта давать усадку, свойств к набуханию, если исследуются горные породы;

— определяется разновидность грунта.

Изучение физико-механических показателей

Изучение физико-механических параметров грунта в лабораторных условиях включает:

— определение уровня прочности почвы в процессе сдвига;

— выявление способности к деформации;

— определение прочности почвы в момент сжатия в одну ось;

— определение прочности почвы при растяжении в одну ось;

— способность давать просадку и просадочное давление, которое присутствует изначально.

— изучение угла откоса, получающегося естественным образом.

Изучение химических показателей и физико-химических параметров

Методы изучения по выявлению химических свойств и физико-химических показателей в лабораторных условиях включают:

— выявление наличие солей имеющих свойство растворятся в воде, и их состава;

— выявление карбонатов в почвах;

— выявление общего количества органических веществ, содержащихся в грунте;

— определение уровня липкости почвы;

— степень проницаемости почвы к воде;

— выявление степени промокаемости, насколько грунт может размягчаться, определяется устойчивость горных пород к размыванию;

— уровень проявляемой агрессии грунтов к различным строительным материалам (металлу, бетону).

Изучение грунтов и подземных вод

Исследование грунтов в лабораторных условиях выполняется при помощи современного оборудования. Оборудование дает возможность изучить различные параметры грунта.

В ходе лабораторных исследований проводится изучение состава грунтовых вод и вытяжки воды, полученной из грунта.

Изучение почвы и подземных вод выполняется методами, которые соответствуют установленным в отношении данного процесса нормам.

Лаборатория, занимающаяся исследованием грунтов, имеет аккредитацию, позволяющую осуществлять данную деятельность. На оборудование предоставляются сертификаты, подтверждающие его качество. Есть соответствующие документы, свидетельствующие о том, что оборудование проходило проверки.

Работники лаборатории постоянно повышают свою квалификацию, регулярно проводится контроль проводимых исследований.

Результаты, полученные путем лабораторных исследований, обрабатываются и соотносятся с установленными показателями. Осуществляется контроль над точностью и достоверностью результатов исследований, это позволяет исключить вероятность погрешностей, которые превышают разницу, допустимую в подобном случае. Чтобы повысить точность, проводятся параллельно несколько анализов.

Выявление прочностных свойств и деформационных параметров грунта выполняется при помощи оборудования компрессионного типа отечественного производства, управление которым производится автоматически.

Полученные в ходе лабораторных исследований данные используются с целью разделения грунтов по типам и определению составляющих компонентов. Выявляется состояние и параметры грунтов, которые впоследствии используются в качестве основы для моделирования природной среды.

Все грунты обладают определенными свойствами. При помощи лабораторных методов можно определить уровень влажности почвы, ее плотность, из каких минералов состоит грунт, какого размеры частицы компонентов грунта и свойства, которыми обладают отдельные почвы – способность давать усадку, размокаемость, липкость.

При изучении грунтов в лабораторных условиях применяется современное высокотехнологическое оборудование, которое позволяет получить данные, необходимые для строительства.

В лаборатории исследуются различные виды грунтов. Для того, чтобы провести исследование физических свойств, необходимо взять не меньше десятка образцов почвы. Для выявления механических параметров, требуется не менее шести образцов грунта по всем основным элементам. Что касается исследования подземных вод, то нужно взять не менее трех проб.

Все исследования выполняются в соответствии с установленными требованиями.

 

Лабораторные исследования:

Геология участков исследование грунта для строительства

Проводим исследование грунта перед началом строительства и реконструкцией домов, зданий, а также экологическую экспертизу земли

Целью наших изысканий является надежное строительство и экономия средств на строительные материалы, а также определение инженерно-геологических условий площадки и физико-механических свойств грунтов, слагающих ее разрез.

Простыми словами, мы даём рекомендации как необходимо подготовить участок и что необходимо для установки (или укрепления) фундамента жилого дома, здания. Мы берём образцы почвы и отправляем их в лабораторию. По окончании работ вы получаете заключение эксперта и возможность не только сэкономить при строительстве дома, но и правильно его возвести на долгие годы.

Мы проводим исследования и контроль:

• Потенциальной подтопляемости участка
• Химический анализ грунтов и анализ воды
• Гидрогеологические условия участка
• Методико-метрологическое обеспечения и изыскания территории
• Контроль инженерно-геологических процессов
• Инженерно-геологические условия участка
• Исследование специфических грунтов

Вы получаете:

• Результаты определения прочностных и деформационных характеристик грунта
• Сведения о методах и средствах измерений
• Графические приложения к строительству
• Схемы расположения скважин и линий инженерно-геологических разрезов
• Инженерно-геологические разрезы
• Схемы инженерно-геологические колонки скважин

Наличие парка буровой техники и опытных инженеров в «ПРАВОЗЕМ» – повод говорить о точности проводящей изыскания компании. Готовы к проведению работ на собственных машинах с буровыми установками. Самостоятельно подбираем методы с соблюдением технологии бурения, в ходе чего экономятся средства заказчика за счёт использования подходящей к условиям техники.

При исследовании грунта устанавливают свойства земли на которой планируют строительство жилого дома. Задача «ПРАВОЗЕМ» выявить те изъяны, которые присутствуют в грунте в местах взаимодействия с фундаментом строения и какой ущерб они наносят своим химическим взаимодействием со стенам строений. Обязательно учитывается, как поведет себя грунт под влиянием подземных вод в период сезонных изменений глубины залегания.

Для чего проводят исследования грунта перед началом строительства

Исследование отвечает на вопросы целесообразности строительства в указанном месте и способов экономии за счёт снижения расходов на подоснову и фундамент здания: наличие воды, глубина залегания, состав грунтовой воды, ее поведения. На основании полученных после исследования сведений, оценивают свойства грунта, делают выводы о том, какое влияние на него окажет фундамент строения, какие могут произойти изменения в структуре и качестве основания и его грунтового окружения.

Чтобы исследовать грунт – получают пробы, которые проходят лабораторные исследования. Делается это методом бурения скважин в 4-7 точках места, обозначенного как “пятно застройки”, в зависимости от размеров здания, высоты и назначения строений на участке. Увеличение площади строения снижает удельное давление на грунт, но зависимость прослеживается по типу фундамента. Плита распределяет нагрузки равномерно, ленточный фундамент передает их по линиям взаимодействия с грунтом, свайный или столбчатый сконцентрируют нагрузку на выделенных точках.

Определить тип фундамента под зданием по итогам исследования — рациональное решение, при котором учитываются физические и химические свойства грунта и гидрогеологической обстановки. Для того, чтобы исключить сезонные деформации основания, исследование грунта проводится по комплексному методу — с учетом потенциальных факторов взаимодействия слоев грунта, воды и тела фундамента.

К исследованию приступают с оценки геологической обстановки на участке. Чем выше и тяжелее строение, тем сложнее расчёты учитываемые на местности, так как площадь здания соотносится с нагрузкой. Относительно, “пустотелый” склад и жилой дом с внутренними перегородками по-разному воздействуют на породы под фундаментом и вокруг него. Основание сооружения давит на грунт вертикально и создает распирающие нагрузки. Избыточное давление направленные в стороны, принимает давление со стороны грунтовых слоёв, грунтовых вод, льда при промерзании и вспучивании грунта.

Порядок проведения исследований:

Инженеры «ПРАВОЗЕМ» в процессе геологического обследования участка застройки, поэтапно замеряют составы почвы. Результаты лабораторных исследований документируются и передаются подрядчику, чтобы впоследствии перенести в отчет, передаваемый заказчику. Объем и состав работ определяется особенностями проекта и условиями на местности. В случае, если у заказчика в наличии детальное описание участка и сохранились результаты ранних исследований, то часть данных (в целях экономии средств заказчика) учитываться в отчете. Но верные данные – это подтвержденные данные. Поэтому исследование считается полным, когда анализ почвы задокументирован одной организацией и в одно время.

Этапы исследований грунта:

• Создание описания рельефа участка и прилегающей местности. Охватывается сам участок и пятна застройки, потому что от рельефа зависит поведение грунтовых вод, угол падения пластов, сезонные подвижки и изменения почвы.
• Если рядом открытый водоем, то устанавливаются границы затопления при сезонном подъеме уровня воды.
• Устанавливается глубина промерзания грунта, места возможных выходов грунтовых вод на поверхность.
• Выявляются находящиеся непосредственно под участком водоносные пласты, а при необходимости — пласты поблизости, если они влияют на поведение грунтовых вод.
• Проводятся исследования на строение грунта в 4-7 частях участка.
• Определяется механическая и геологическая устойчивость, однородность, подвижность пластов.

Геологические работы представляют собой цепочку событий, с момента выезда инженеров и техники на местность заказчика, до оформления конечных результатов тестирования. Самостоятельно проведение строительных работ без специальной техники, оборудования и лабораторных условий не представляется возможным. Визуальный осмотр верхних слоев почвы не позволит выявить состояние грунта. «ПРАВОЗЕМ» настоятельно рекомендует не начинать возведение фундамента, пока на руках не окажется заключения лаборантов компании. Это поможет избежать серьезных ошибок, которые могут повлечь за собой ощутимые финансовые потери.

Для проведения исследований используются буровые наконечники и специальная техника. Для забора грунтовых монолитов используют режущие кольца. Убедительная просьба к владельцам участка, перед заказом работ – обеспечить подъезд техники и транспорта к участку!

Исследование грунта под фундамент.

Перед началом строительства фундамента необходимо провести обширный анализ грунта.

Исследование грунта по фундамент включает в себя определение свойств различных слоев, определение их толщины, угол промерзания и угол падения пласта, наличие грунтовых вод, их характер и свойства. Полученные данные дают возможность подбирать материалы для необходимого строительства.

Прежде, чем приступить к исследованию грунта, необходимо провести геологическое обследование строительного участка, которое позволит получить специалистам следующую информацию:

• Описание рельефа местности.
• Глубину промерзания грунта.
• Границы затопления участка при наличии расположенных вблизи водоемов.
• Наличие водоносных пластов, их источники и связи с водоемами.
• Расположение грунтовых вод.
• Геологическое строение участков местности.
• Выявление геологической устойчивости участка.

Затем проводится полевое исследование грунта, которое позволяет изучить большой объем массива пород, для снижения риска естественного сложения пород при строительстве.

Полевые исследования предоставляют следующие свойства грунта для строительства объектов:

• Неоднородн ость состояния и состава определяется статическим и динамическим зондированием.
• Статическая нагрузка в скважинах методом прессиометрии.
• Обрушения и сдвиги грунта.
• Сопротивление под концами сваи.
• Деформация грунта.
• Свойства грунта во время просадки.

Наиболее точную информацию о свойствах грунта можно получить при геофизическом анализе, это комплексный подход к изучению почвы. Он позволяет получить точные характеристики грунта в больших размерах, снижая вероятность пропуска существующих неоднородностей.

Не существует единого рецепта устройства фундаментов, поэтому неправильная оценка грунта в основании зданий приводит к сезонным деформациям даже небольших конструкций. Перекашиваются стены, полы, трескаются стекла в окнах, перестают закрываться двери.

Долговечность и прочность здания во многом зависят от правильности выбранной глубины фундамента, от определения промерзания грунта, от уровня состояния грунтовых вод и многих других условий. Для определения вида фундамента необходимо изучить грунт, на котором будет проходить строительство.Основные типы грунта:

Тип грунта	Описание
Сугликон	комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость; при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка; при скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется; шар, скатанный в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь	в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара, непластична, преобладают песчаные частицы, комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.
Песок пылеватый	напоминает пыль или жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудно различимы.
Песок мелкий	имеет зерна, слабо различимые глазом, песок средней крупности, в основной массе имеет зерна размером с просяное, в крупном песке – большое количество зерен размером с гречневую крупу.
Гравий	зерна размером от горошины до мелкого ореха составляют больше половины по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.
Галька	зерна размером больше ореха составляют более половины по массе. Между ними – мелкое заполнение. Галька – окатанной формы, щебень – остроугольной.
Глина	в сухом состоянии твердая в кусках, во влажном – вязкая, пластичная, липкая, мажется. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно. При скатывании в сыром состоянии образуется длинный шнур диаметром менее 0,5 мм; а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.

Анализ глубины залегания вод

Перед началом строительных работ обязательно проводится анализ залегания грунтовых вод, для того, чтобы определить необходимость осушения участка или вообще отказаться от строительства на данном участке.

Необходимым условием является обследование территорий, расположенных радом с участком: осматриваются родники, колодцы, карьеры, понижения на поверхности. Зная топографию местности, можно установить глубину уровня грунтовых вод.

Зеркало грунтовых вод расположено на глубине от 2-х до 20-ти метров от поверхности глинистого водоупорного слоя. Заболоченность территории свидетельствует о том, что уровень грунтовых вод расположен на глубине менее 1-го метра.

Если вода заливает мелкие впадины участка, а в дождливый период он повышается, то уровень грунтовых вод находится выше поверхности земли.

Анализ дренажных свойств почвы

В силу особенностей состава почвы и климата требуется дренаж. Это одно из мероприятий при мелиорации участка. После работ по дренированию участка улучшаются свойства почвы для благоприятного строительства и роста растений.

Дренажные системы, например, трубы, проложенные ниже фундамента, позволяют исключить проникновение воды в подвальные помещения. Благодаря дренажным системам можно с комфортом пребывать на участке в любую погоду, легко провести монтаж отопления.

Правильные дренажные системы предохраняют почву от заболачиваемости и помогают организовать систему полива участка. В зависимости от анализа почвы подбирается тип дренажа участка.

Анализ промерзания почвы в зимний период времени

При проектировании фундамента очень важно определить глубину промерзания грунта в выбранном районе для строительства. В средней полосе России глубина промерзания грунта составляет от 1,4 до 1,6 метра. Чтобы избежать негативного эффекта вспучивания, фундамент необходимо заложить чуть ниже уровня промерзания.

Промерзание грунта:

Город	Глубина промерзания грунта, см
Омск, Новосибирск	220
Петропавловск	210
Курган	200
Свердловск, Уфа, Актюбинск, Оренбург	170
Киров, Ижевск, Ульяновск, Казань	170
Уральск	160
Вологда, Кострома, Пенза, Саратов	150
Тверь, Москва	130
Петербург, Воронеж, Волгоград	110
Псков, Смоленск, Курск	120
Астрахань	120
Ростов-на-Дону	100
Алма-Ата	90
Калининград	80
Севастополь, Крым	70

Исследование грунта под фундамент – анализ условий, методы определения и оценка

Строительство любого капитального здания начинается с устройства его подземной части. Но еще до ее возведения требуется выполнить исследование грунта под фундамент, чтобы определить тип почвы на участке и структуру грунтовых слоев. Далее, на основании полученных результатов производится привязка проекта к местности, а именно – делаются соответствующие расчеты, после чего окончательно выбирается тип и глубина заложения фундамента.

Анализ геологических условий

В целях экономии частные застройщики нередко отказываются от исследования грунтов. Но делать этого не следует, так как игнорирование факторов, напрямую оказывающих влияние на несущую способность фундамента, может привести к существенным материальным затратам уже в ходе эксплуатации дома. Силы морозного пучения могут разрушить бетон или кладку, отсутствие прочного основания повлечет за собой неравномерную осадку строения, а наличие на участке плывуна приведет к непредсказуемым последствиям. И это не говоря уже о негативной роли, которую оказывает высокий уровень подземных вод.

Владельцу не следует полагаться на «авось» или советоваться с соседями только потому, что свой дом они уже построили. Дело в том, что даже на близкорасположенном участке толщина и структура грунтовых слоев могут различаться. Вдруг на месте застройки находится насыпь, или водоупорный пласт располагается намного выше? Визуально это определить невозможно, в связи с чем потребуется брать пробы.

Определить геологию под фундаментом и выполнить анализ грунта считается важнейшим этапом строительства, позволяющим возвести надежный дом, который прослужит не одному поколению.

Для исследования рекомендуется вызвать специальную службу, гарантирующую достоверность полученных результатов. Специалисты проведут полевые работы и, при необходимости, лабораторные проверки. По окончании работ службы дадут письменное заключение, на основании которого проектировщики выполнят расчеты подземной части строения. Конечно же, стоить это будет недешево.

Организовать исследование грунтов можно и самостоятельно, но только в случае отсутствия на площадке застройки сложных геологических условий – болотистой местности, торфяников, насыпей и т.д. Для забора проб следует вырыть шурф, либо пробурить скважину, после чего определить тип грунта и сделать правильные выводы. Кроме того, необходимо будет уточнить уровень подземных вод, а вот глубину промерзания измерять не потребуется. Данный показатель зависит от региона и принимается по справочным таблицам.

Типы грунтов – краткий обзор

Особой прочностью обладают скальные породы. Им не грозят просадки и вспучивание, а вода их не размывает. Такие же свойства присущи твердым обломчатым грунтам, но лишь в случае малого присутствия в их структуре пылеватых либо глинистых частиц.

Крупнозернистые пески не поддаются силам морозного пучения и великолепно показывают себя в качестве основания под фундамент. Мелкозернистые и пылеватые типы песчаных грунтов имеют такой недостаток как плывучесть, особенно если они находятся в зоне высокой влажности. Но в сухом состоянии и при определенных условиях они считаются хорошей опорой для подземной части дома.

Суглинки и глины относятся к проблемному типу грунтов. Они обладают хорошей прочностью лишь в твердом состоянии. При замачивании их свойства ухудшаются, а в случае промерзания они начинают вспучиваться. Данный фактор следует учитывать при выборе способа устройства основания под фундамент.

Что касается слабых и насыпных грунтов, то для них предлагаются свои варианты подземных конструкций. Одним из них является установка свай. В этом случае потребуется обстоятельное инженерное исследование геологических условий специализированными компаниями, так как плотные грунтовые пласты могут залегать слишком глубоко.

Перед заключением договора рекомендуется поинтересоваться у представителя фирмы, есть ли у них лицензия на проведение подобных работ.

Признаки, позволяющие самостоятельно определить тип грунта:

• песок – быстро оседает на дно емкости при смешивании его с бо́льшим по объему количеством воды. Из влажного песка с трудом формируются колбаски, а высохший образец легко крошится;
• глина – в воде слабо растворяется, оставаясь длительное время в виде суспензии. Раскатывается наподобие пластилина в колбаски, которые после продолжительного высыхания становятся твердыми;
• ил – при размешивании с водой оседает достаточно медленно (от 15 минут до часа). Он эластичен при формовании, но разламывается при высыхании;
• при похлопывании по влагонасыщенному грунту вода выступает быстро (ил) или медленно (глина).

Профессиональное исследование

Квалифицированная оценка грунтовых условий позволит максимально обезопасить конструкцию фундамента от разрушений, а дом – от перекосов. В зависимости от места проведения, исследования подразделяются на полевые и лабораторные.

Не следует думать, что заказывать услуги по определению характеристик и свойств грунта придется в полном объеме. Перечень работ предварительно оговаривается с исполнителем. Возможно, что потребуется лишь минимальный набор из пунктов, предусмотренных в прайс-листе.

В полевых условиях проводится как общее, так и детальное обследование грунтов. Преимуществами метода являются:

• возможность оценки большого массива пород;
• залегание слоев без нарушения их структурного сложения;
• изучение грунтовых пластов в естественном состоянии (давление, колебание подземных вод и пр.).

Полевые исследования дают более точные результаты, определяющие тип и несущие свойства грунта, неоднородность состава и противостояние каким-либо негативным факторам. В состав работ может входить:

• зондирование – динамическое, статическое, крыльчатое;
• проверка массива на сдвиг, обрушения, сжимающие нагрузки;
• изучение свойств и просадки почвы при замачивании;
• создание напряженного состояния и усилий в различных направлениях.

В результате составляется максимально детальный отчет о геологическом строении участка застройки, расположении подземных вод и характеристиках грунтовых слоев. Одним из наиболее важных свойств является несущая способность. От нее во многом зависит тип и глубина заложения фундамента.

В лабораториях проводят более полный комплекс исследований, а при определении результатов используют уточняющие коэффициенты.

Важно знать о том, что до начала исследования грунта следует попробовать найти инженерно-геологические разрезы ближайшей местности. В городах и крупных поселках они наверняка имеются в архивах проектных организаций. При положительном результате исследовать грунты под фундамент не придется. А вот в условиях освоения новых территорий без геологов не обойтись.

Методы определения основных показателей свойств грунтов

Основные показатели физико-механических свойств грунтов

Как было показано выше, каждый грунт имеет свои, только ему присущие строительные свойства. В оценке свойств грунтов, входящих в расчеты оснований фундаментов, наибольшее значение имеют физико-механические характеристики. Значения показателей этих харак­теристик позволяют выполнять необходимые расчеты при проектировании зданий и сооружений.

Характеристики физических свойств выражают физическое состоя­ние грунтов (плотность, влажность и др.) и позволяют их классифицировать по типу, виду и разновидностям. Под механическими подразумевают такие свойства, которые появляются в грунтах под воздействием внешних усилий (давления, удара). Механические свойства оцениваются прочностными и деформационными характеристиками грунтов.

Показатели физических и механических свойств скальных и не­скальных грунтов между собой довольно значительно различаются, особенно физические. Некоторые основные физические и механиче­ские свойства скальных и нескальных грунтов приводятся в табл. 16

В табл. 16 показаны характеристики скальных грунтов: физические — плотность, коэффициент размягчения, коэффициент трещиноватости, пористость; механические—сопротивление сжатию и модуль деформации.

Нескальные грунты характеризуются значительно большим коли­чеством физико-механических свойств, особенно физических. Это связано с их более химико-минеральным составом, разнообразием структур и текстур.

К физическим свойствам нескальных фунтов, определяемых экс­периментально и используемых непосредственно в расчетах оснований, относятся коэффициент фильтрации К_ф и плотность грунтов р. Важ­ными расчетными характеристиками являются коэффициент пористости е, степень влажности S_r и показатель текучести J_L. Они характеризуют состояние грунтов. По наименованию грунтов и их коэффициенту пористости определяют плотность сложения песчаных грунтов. Показатель текучести J_L , характеризует подвижность глини­стых частиц при механических воздействиях на грунт. Значение S_r отражает степень заполнения пор грунтов водой. О физических свойствах скальных, нескальных и специфических грунтов будет сказано дальше при описании их видов и разновидностей. Ниже приводятся разъяснения только по механическим характеристи­кам.

Прочность грунтов оценивается максимальной нагрузкой, прило­женной к нему в момент разрушения (потери сплошности). Эта характеристика называется пределом прочности Ŕ_с, МПа, или времен­ным сопротивлением сжатию.

На прочность грунтов влияют:

• минеральный состав,

• характер структурных связей,

• трещиноватость,

• степень выветрелости,

• степень размягчаем ости в воде и др.

Для нескальных грунтов другой важной характеристикой прочности является сопротивление сдвигу. Определение этого показателя необхо­димо для расчета устойчивости оснований, т. е. несущей способности, а также для оценки устойчивости грунтов в откосах строительных котлованов, расчета давления грунта на подпорные стены и т. д. Сопротивление сдвигу оценивается силами внутреннего сдвига φ, град., и сцепления С, кПа. Под первыми понимают силы сопротивления, которые возникают между соприкасающимися друг с другом частями грунта, а под вторыми — сопротивление структурных связей грунта всякому перемещению слагающих частиц.

Деформационные свойства характеризуют поведение грунтов под нагрузками, не превышающими критические и не приводящими к разрушению. Деформируемость грунтов зависит, как от сопротивляе­мости и податливости структурных связей, пористости, так и от способности деформироваться слагающих их минералов. Деформаци­онные свойства грунтов оценивается модулем деформации Е, МПа

Следует отметить, что кроме физико-механических характеристик свойства грунтов во многом зависят от ряда других показателей. Большое влияние могут оказывать состав минералов, характеристики структур и текстур, а для нескальных грунтов — присутствие водора­створимых солей и органических веществ. При оценке свойств грунтов все эти их особенности необходимо учитывать.

Для решения задач проектирования зданий и сооружений все физико-механические характеристики грунтовых оснований разделяют на две группы:

1) показатели физико-механических свойств, которые используют­ся непосредственно в расчетах оснований и 2) вспомогательные пока­затели, с помощью которых осуществляют классификацию грунтов, прогнозируются механические характеристики первой группы, выде­ляются инженерно-геологические элементы в толще грунтов. Харак­теристики грунтов, используемые в расчетах оснований, приведены в табл. 18. Вспомогательные характеристики, которые отражают физи­ческие свойства грунтов, показаны в табл. 19.

Кроме вышеуказанных характеристик на свойства грунтов во мно­гих случаях существенное влияние оказывают минеральный и химиче­ский состав, структуры и текстуры, для скальных грунтов; трещиноватость, степень выветрелости, у дисперсных—содержание водорастворимых солей, присутствие органического вещества и т. д. Так, большое количество минерала монтмориллонита придает глинам особые свойства, большое количество гумуса типично почвам и т. д. Все эти характеристики грунтов определяют специалисты (геологи, физики, химики) в соответствующих лабораториях, где имеется необ­ходимая аппаратура — рентгеновские приборы, электронные и геоло­гические микроскопы, дериватографы, установки ИКС и др.

Реологические свойства грунтов. При оценке свойств грунтов следует помнить, что эти свойства могут изменяться во времени в силу воздействия процессов выветривания и многолетнего воздействия больших нагрузок. Все это приводит к «усталости» грунтов, их структура расслабляется. В грунтах возникают деформации в виде ползучести и даже текучести. Этот процесс называют реологическим. В результате грунт разрушается и здание деформируется. В последнее десятилетие этот процесс часто наблюдается при строительстве сверхвысоких зда­ний и крупных промышленных объектов. Реологические свойства грунтов требуют специальной оценки и исследований.

Методы определения свойства грунтов

Грунты определяют устойчивость возводимых на них зданий и сооружений, поэтому необходимо правильно определять характеристи­ки, которые обуславливают прочность и устойчивость грунтов при их взаимодействии со строительными объектами.

Химико-минеральный состав, структуры и текстуры грунтов, со­держание органического вещества определяются в геологических ла­бораториях, оснащенных необходимой аппаратурой (рентген, электронный микроскоп и т. д.). Физико-механические свойства грун­тов изучают в грунтоведческих лабораториях и в полевых условиях, т. е. непосредственно на будущих строительных площадках. Методика определения физико-механических свойств выбирается в зависимости от состава и состояния грунтов, условий их поведения в основании, как при строительстве, так и в процессе эксплуатации зданий и сооруже­ний. Особое внимание при этом обращается на достоверность получа­емых результатов, так как грунты и грунтовые напластования весьма изменчивы в пространстве и во времени.

По каждой физико-механической характеристике грунтов выпол­няется несколько определений и проводится их статистический анализ. Количество определений зависит от характера грунтов, назначения сооружения и его конструктивных особенностей. В частности, как правило, для каждого инженерно-геологического элемента минималь­ное количество определений должно быть не менее шести и только в случаях продолжительных полевых испытаний значения механических характеристик устанавливается по данным трех испытаний.

Грунтоведческая лаборатория. Образцы грунтов для лабораторных исследований отбираются по слоям грунтов в шурфах в буровых скважинах, которые располагают на строительных площадках.

В лабораторию образцы грунтов доставляют в виде монолитов или рыхлых проб. Монолиты — это образцы грунтов с ненарушенной структурой. Такие монолиты отбираются в скальных и связных (пылевато-глинистых) грунтах. Размеры монолитов должны быть не меньше установленных норм. Так, для определения сжимаемости грунта, про­бы, отбираемые в шурфах, должны иметь размеры 20 х 20 х 20 см. В монолитах пылевато-глинистых грунтов при этом должна быть сохра­нена природная влажность. Это достигается созданием на их поверх­ности водонепроницаемой парафиновой или восковой оболочки. В рыхлых грунтах (песок, гравий и т. д.) образцы отбираются в виде проб определенной массы. Так, для проведения гранулометрического ана­лиза песка необходимо иметь пробу не менее 0,5 кг.

В лабораторных условиях можно определять все физико-механи­ческие свойства грунтов. Каждая характеристика этих свойств опреде­ляется согласно своему ГОСТу, например, природная влажность и плотность грунта — ГОСТ 5180—84, предел прочности — ГОСТ 17245—79, гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный состав — ГОСТ 12536—79 и т. д.

Лабораторные исследования на сегодня остаются основным видом определения физико-механических свойств грунтов. Ряд характери­стик, например, природная влажность, плотность частиц грунта и некоторые другие определяются только в лабораторных условиях и с достаточно высокой точностью. В тоже время лабораторные исследо­вания грунтов имеют свои недостатки:

• они довольно трудоемки и требуют больших затрат времени;

• результаты отдельных анализов, например, определение модуля общей деформации, не дает достаточно точных результатов, что бывает, связано с неправильным отбором монолитов, неправильным их хра­нением, низкой квалификацией исполнителя анализа;

• определение свойств массива грунта по результатам анализов небольшого количества образцов не позволяют получать верное пред­ставление о его свойствах в целом.

Это связано с тем, что однотипные грунты, даже в пределах одного массива, все же имеют известные различия в своих свойствах.

Полевые работы. Исследование грунтов в полевых условиях, т. е. на строительной площадке, дает определенное преимущество перед лабораторным анализом. Это позволяет определять значения характе­ристик физико-механических свойств в условиях естественного зале­гания фунтов без разрушения их структуры и текстуры, с сохранением режима влажности. При полевых исследованиях лучше, чем по резуль­татам лабораторных анализов, моделируется работа массивов грунтов в основаниях зданий и сооружений.

Полевые методы исследования грунтов обеспечивают высокую точность результатов, поэтому в последние годы их используют все больше. При этом совершенствуется техническая оснащенность, при­меняются ЭВМ. Некоторые полевые методы относятся к экспресс-ме­тодам, что позволяет быстрее получать результаты изучения свойств грунтов.

Необходимо отметить, что если полевые методы дают хорошую возможность определять свойства в условиях естественного залегания Фунтов, то они не всегда позволяют прогнозировать поведение мас­сивов фунтов на период эксплуатации зданий и сооружений. Поэтому целесообразно разумно сочетать лабораторные и полевые методы.

В полевых условиях определяют все прочностные и деформацион­ные характеристики, как скальных, так и нескальных фунтов.

Среди методов деформационных испытаний фунтов на сжимае­мость эталонным следует считать метод полевых штамповых испытаний (ГОСТ 20278—85). Результаты других методов деформационных испы­таний, как полевых (прессиометрия, динамическое и статическое зондирование), так и лабораторных (компрессионные и стабилометрические) обязательно должны сопоставляться с результатами штам­повых испытаний.

При определении прочностных характеристик фунтов наиболее достоверные результаты дают полевые испытания на срез целиков фунта непосредственно на строительной площадке (ГОСТ 23741—79). Из-за высокой стоимости и трудоемкости этих работ их проводят только для сооружений I класса применительно к расчетам по несущейспособности. К I классу относятся здания и сооружения, имеющие большое хозяйственное значение, социальные объекты, объекты, тре­бующие повышенной надежности (главные корпуса ТЭС, АЭС, теле­визионные башни, промышленные трубы высотой более 200 м, здания театров, цирков, рынков, учебных заведений и т. д.). Для других случаев строительства (II и Ш класс сооружений) достаточно надежные пока­затели С и <р получают в результате лабораторных испытаний грунтов в приборах плоского среза (ГОСТ 12248—78) и трехосного сжатия (ГОСТ 26518—85).

Прочностные характеристики можно также определять по методу лопастного зондирования. Результаты этой работы при проектирова­нии ответственных сооружений сопоставляют со сдвиговыми испыта­ниями. Это обеспечивает достаточную достоверность результатов исследований.

Ниже приводится краткое описание полевых методов исследова­ний, с помощью которых определяются механические характеристики грунтов, показываются примеры выявления свойств грунтов с по­мощью производства опытных строительных работ.

Деформационные испытания грунтов. Сжимаемость грунтов изучают методами штампов, прессиометрами, динамическим и статическим зондированием.

М е т о д ш т а м п о в. В нескальных грунтах на дне шурфов или в забое буровых скважин устанавливают штампы, на которые переда­ются статические нагрузки (ГОСТ 20276—85). Штамп в шурфе — это стальная или железобетонная плита. Форма штампа находится в зави­симости от фундамента, который он моделирует, и может быть раз­личной, но чаше всего плита круглая площадью 5000 см². Для создания под штампом заданного напряжения применяют домкраты или плат­формы с грузом (рис. 27). Осадку штампов измеряют прогибомерами. При проходке шурфа на отметке подошвы штампа и вне его отбирают образцы грунтов для параллельных лабораторных исследований. За­грузку штампа производят ступенями и выдерживают определенное время. Значение нагрузки устанавливается в зависимости от вида грунта и его состояния. В итоге работы строят графики:

• зависимость осадки штампа от давления;

• осадки штампа во времени по ступеням нагрузки. После этого по формуле вычисляют модуль деформации грунта Е, МПа.

Штамп в буровой скважине. Для производства работ бурят скважину диаметром более 320 мм. Испытание грунтов проводят специальными установками, которые дают возможность работать на глубине скважи­ны до 20 м. На забой скважины опускают штамп площадью 600 см³. Нагрузка на штамп передается через штангу, на которой располагается платформа с грузом. Модуль деформации определяют по формуле.

Определение модуля деформации в массиве скального фунта про­водят в опытных котлованах. Испытания ведут с помощью прибетонированных в скале бетонных штампов. Давление на штампы подается от гидравлических домкратов (до 10 МПа). Конечным результатом работы является определение модуля деформации скального грунта по соответствующей формуле.

Прессиометрические исследования проводят в глинистых грунтах с помощью разведочных скважин. Прессиометр представляет собой резиновую цилиндрическую камеру, которую опускают в скважину на заданную глубину. Камеру расширяют давлением жидкости или газа. В процессе работы в стенках скважины замеряют радиальное перемещение грунта и давление. Это позволяет определять модуль деформации грунтов.

Зондирование (или пенетрация) используется для изучения толщ пород до глубины 15—20 м. Сущность метода заклю­чается в определении сопротивления проникновению в грунт метал­лического наконечника (зонда). Зондирование дает представление о плотности и прочности грунтов на определенной глубине и характе­ризует изменение в вертикальном разрезе.

Зондирование относится к экспресс-методам определения механи­ческих свойств грунтов и применяется в целях ускоренного получения результатов исследований. Этот метод используется при изучении песчаных, глинистых и органогенных грунтов, которые не содержат или мало содержат примесей щебня или гальки. По способу погружения наконечника различают зондирование динамическое и статическое. При статическом зондировании конус в грунт залавливается плавно, а при динамическом его забивают молотом.

Статическое зондирование позволяет:

• расчленить толщу грунта на отдельные слои; определить глубину залегания скальных и крупнообломочных грунтов;

• установить приблизительно плотность песков, консистенцию гли­ нистых грунтов, определить модуль деформации;

• оценить качество искусственно уплотненных грунтов в насыпях и намывных образованиях;

Динамическое зондирование дает возможность определять:

• мощность толщ современных (четвертичных) отложений;

• границы между слоями;

• степень уплотнения насыпных и намывных грунтов. На рис. 28 показана пенетрационно-каротажная станция.

Прочностные испытания грунтов. Оценка сопротивления грунтов сдвигу в полевых условиях выполняется как в скальных, так и в нескальных грунтах. Сопротивление грунтов сдвигу определяется пре­дельными значениями напряжений, при которых начинается их раз­рушение. В скальных грунтах опыты проводят в строительных котлованах, в которых оставляют целики в виде ненарушенного грунта столбчатого вида. К целикам прикладывают горизонтальное сдвигающее усилие. При этом для правильного определения внутреннего трения и удель­ного сцепления опыт проводят не менее, чем на трех столбчатых целиках.

Сдвиг в нескальных грунтах выполняют двумя способами: 1) на целиках; 2) с помощью вращательных срезов при кручении крыльчатки. Работа на целиках аналогична скальным грунтам. Крыльчатка пред­ставляет собой лопастной прибор и используется для определения сопротивления сдвигу в пылевато-глинистых грунтах. Крыльчатый четырехлопастной зонд опускают в забой скважины, вдавливают в грунт и поворачивают. При этом замеряют крутящий момент и рас­считывают сопротивление сдвигу.

Опытные строительные работы. При строительстве объектов I клас­са полевые исследования грунтов приобретают особо важное значение. В ряде случаев прибегают к опытным строительным работам, т. е. к испытаниям грунтов строительными конструкциями. Приведем при­меры таких работ.

Опытные сваи. В пылевато-глинистый грунт строительной площад­ки забивают железобетонную сваю, при этом наблюдают за характером погружения сваи и сопротивляемостью грунта. На сваю дают нагрузку и определяют ее несущую способность, как в условиях природной влажности фунта, так и при его замачивании. Результаты испытаний сравнивают с расчетными данными, полученными на основе лабора­торных исследований грунта.

Опытные фундаменты. Строят фундамент будущего здания в нату­ральную величину и на проектную глубину. На фундамент дают нагрузку, соответствующую нагрузке от будущего здания, и ведут наблюдения за сжатием грунта основания. Так определяется реальная несущая способность грунта и осадка будущего объекта.

Опытные здания. Лессовые грунты обладают просадочными свой­ствами. Количественную оценку этих свойств производят по данным лабораторных исследований и полевых испытаний грунтов. Несмотря на такую комплексную оценку просадочных свойств не всегда удается правильно оценить будущую устойчивость здания. Для решения этого вопроса строят здания в натуральную величину. Лессовые основания насыщают водой, что искусственно вызывает просадочный процесс. В этот период проводят наблюдения за характером развития просадочного процесса, определяют значения просадок, оценивают состояние конструкций зданий.

Обработка результатов исследований грунтов. Оценку свойств мас­сивов грунтов проводят на основе физико-механических характери­стик, которые получают по нормативным документам, в результате лабораторных исследований отдельных образцов грунтов и полевых работ на территории массива. Полученные в лаборатории и в поле характеристики отвечают только тем точкам, где были отобраны образцы и проведены полевые испытания грунтов. В связи с этим разрозненные результаты исследований и нормативные показатели необходимо обобщить, т. е. статистически обработать с целью получе­ния усредненных значений и установления их применимости для всего массива фунта. После такой обработки результаты исследований мож­но использовать в расчетах оснований. Такую работу чаще всего выполняют методом математической статистики.

Стационарные наблюдения при инженерно-геологических и гидро­геологических исследованиях проводят за развитием неблагоприятных геологических процессов (карстом, оползнями и др.), режимом под­земных вод и температурным режимом многолетнемерзлых пород. Заключаются они в выборе характерных участков для наблюдений, установке сети реперов, инструментальных наблюдениях за их пере­мещением и т. д. Наблюдения ведут в период эксплуатации зданий и сооружений, но они могут быть начаты и в период их проектирования. Продолжительность работ —до 1 года и более.

Свойства связных грунтов.

К связным грунтам относятся осадочные породы трех типов:

Наибольшее распространение на земной поверхности имеет мине­ральный тип, представленный глинистыми грунтами с водо-коллоидными связями между частицами. Земная кора практически повсеместно (не менее 60 % объема осадочных пород) покрыта глини­стыми образованиями. В эти образования входят три литологических разновидности: супеси, суглинки и глины.

Минеральные (глинистые) грунты. Этот тип грунтов характеризуется большой группой физических свойств: пористостью, влажностью; по­глотительной способностью; коррозионными и специфическими свой­ствами (пластичностью, консистенцией, липкостью, набуханием и садкой).

Глинистые грунты обычно залегают самостоятельными слоями, иногда в виде прослоев или линз в толщах других грунтов, что типично з основном озерным и речным отложениям. Мощность слоев очень разнообразна—от сантиметров до десятков и сотен метров. Глины стожены глинистыми минералами (до 95 %), среди которых преобла-zatoT гидрослюда, в качестве примесей присутствуют каолинит, монт­мориллонит и др. Иногда встречаются глины, в которых основное место занимают каолиниты или монтмориллонит. В суглинках кроме глини­стых минералов присутствуют (до 30—50 %) кварц, полевые шпаты и другие кластогенные минералы, имеющие размер пылеватых частиц. В составе супесей основное место занимают кластогенные зерна (кварц, долевые шпаты и др.), а глинистые минералы находятся в подчиненном -сложении (до 10—20 %).

Пористость п глинистых грунтов различна: супеси —10—15 %, суглинки—20—30%,глины—90—95% активность во взаимоотношениях с водой. В грунтах увеличивается влагоемкость, пластичность, сжатие под нагрузками и т. д.

Глинистые грунты, особенно в условиях влажного состояния, под нагрузками способны сжиматься, т. е. уплотняться. Сжатие происходит за счет уменьшения пористости. Вначале из пор вытесняется воздух, а потом свободная (жидкая) вода. Грунт при этом ведет себя как пластичное тело. Дальнейшее увеличение нагрузки принимает на себя минеральный скелет грунта. Если структура грунта не была разрушена, то после снятия нагрузки объем грунта может несколько увеличиться. Это связано с расклинивающим действием пленочной воды, которая восстанавливает толщину своих пленок и раздвигает частицы грунта.

ВлажностьW в глинистых грунтов. Вода в глинистых грунтах находится в порах, заполняя их полностью или частично. Природная влажность W – это общее количество воды, содержащееся в объеме грунта, т.е. весовое кол-во воды к весу грунта. Если поры грунта полностью заполнены водой, то его относят к водонасыщенным W_sat. Величина W может меняться за счет испарения, давления на грунт, притока воды из окружающей среды.

Поглотительная способность глинистых грунтов связана с активной поверхностью глинистых частиц, которая энергично взаимодействует с окружающей частицы средой. Наивысшей активностью отличаются глинистые частицы, которые несут на своей поверхности электрические заряды. Минералы, например, алюмосиликатного или состава имеют отрицательные заряды, а карбонаты — положительные.

Коррозионные свойства глинистых грунтов. Коррозия—это разру­шение строительных материалов и подземных металлических трубоп­роводов, расположенных в глинистых грунтах. Коррозия возникает в результате электролиза, который начинается в грунтах после воздейст­вия блуждающих электрических токов на поровый водно-солевой рас­твор. В этом процессе вода пор становится электролитом. Коррозионные разрушения наиболее типичны городским территориям, где развито трамвайное движение. При проектировании объектов против коррозии следует предусматривать меры защиты.

Специфические свойства глинистых грунтов. Вода и ее количество придает грунтам ряд особых свойств, которые принято называть спе­цифическими или «характерными». Это пластичность, липкость, набухание и усадка

Все эти свойства типичны глинистым грунтам и имеют большое значение при их строительной оценке.

Пластичность. Это способность глинистых грунтов под действием внешнего давления изменять свою форму без разрыва сплошности, т. е. без образования трещин, и сохранять полученную форму. Пластичные свойства обуславливаются наличием пленочной воды и проявляются только между двумя определенными значениями влажности. Меньшее значение называют нижним пределом пластичности или границей раскатывания W_р , а большее—верхним пределом пластичности, или границей текучести W_i. При влажности ниже W_р грунт находится в твердом состоянии, а когда влажность выше W_i —грунт растекается. Разница между значениями W_p и W_y называют числом пластичности I_р, (доли ед.) (рис. 30).

Консистенция тесно связана с пластичностью, отражает физическое состояние грунтов и показывает степень подвижности частиц в зави­симости от различного количества в грунтах воды. Консистенцию J_t определяют по формуле

I_i=(W—W_p)/( W_i—W_p)

По значениям I_i с помощью таблиц устанавливают, в каком состо­янии находится грунт, например, суглинки и глины могут иметь консистенцию твердую, полутвердую, тугопластичную, мягкопластич-ную, текучепластичную, текучую. Супеси бывают в твердом состоянии, пластичном и текучем (табл. 25).

Липкость (г/см²)—способность глинистых грунтов прилипать к поверхности предметов (колесам и тракам дорожных машин, к лопате и т. д.). Липкостью обладают грунты, которые находятся в пластичном состоянии и обуславливаются наличием пленочной воды, а в почвах также гидрофильного гумуса. Пески и супеси липкостью не обладают

Липкость определяют лабораторным путем. При строительных работах в период дождей она осложняет разработку котлованов и процесс уплотнения грунтов.

Набухание—способность глинистых грунтов увеличивать свой объем в результате увлажнения. Этот процесс свойственен, прежде всего глинам и тяжелым суглинкам. Набухающие грунты обычно залегают слоями и чаще всего встречаются на поверхности земли сухих районов. Мощность слоев набухающих глин обозначается Н_sw.. За счет давления набухания грунтов здание деформируется.

Набухание грунтов происходит после соприкосновения с водой, если они были сухие или слабо влажные.

Наличие набухающих грунтов устанавливают в период инженерно-геологических изысканий. Если грунты являются набухающими, то при проектировании объектов необходимо предусматривать определенные мероприятия: 1) в надземной части зданий (увеличивать жесткость и прочность зданий) и 2) в грунтовом основании.

При строительстве на набухающих основаниях могут быть исполь­зованы следующие мероприятия

.

• Водозащита вокруг зданий и сооружений для предотвращения проникновения в основания атмосферных и технических вод. Вокруг зданий устраивают широкие асфальтовые отмостки, канавы и лотки для отвода воды; надземные водонесущие коммуникации помещают в специальные каналы.

• Устранение свойств набухания в пределах всей или части толщи грунта путем предпостроечного замачивания. Для промачивания грун­тов используют дренирующие скважины. Грунт провоцируется на набухание и в таком виде должен находиться весь период эксплуатации объекта. Следует отметить, что при этом в грунтах понижаются прочностные и деформативные характеристики. В связи с этим рекомен­дуется строить объекты с небольшими нагрузками.

• Устройство компенсирующих подушек под всем зданием или фундаментами из слоя уплотненного грунта (песка, суглинка, глины). Это позволяет уменьшать до допустимого предела величину Р_sw

• Полная или частичная прорезка сборными фундаментами слоя набухающего грунта. При этом боковая часть фундаментов должна обсыпаться песком в целях устранения прилипания грунта к фундаментам.

• Полная или частичная замена слоя набухающего грунта не набухаюшим грунтом. Этот способ экономически оправдан при набухаю­щих грунтах с небольшой мощностью слоев.

• Увеличение давления от зданий на основание, чтобы оно было больше Р_sw.

Необходимо отметить, что наибольший эффект при строительстве объектов на набухающих грунтах можно получить при сочетании нескольких мероприятий и при увеличении жесткости и прочности самих зданий.

как провести его своими силами

Земля под нашими ногами похожа на слоеный пирог. Причем верхняя, плодородная, его часть – далеко не самая толстая. И не самая важная, если вы собираетесь не сажать, а строить. Гораздо важней то, что под ней – пески, глины, супеси. Имеют значение их толщина и несущая способность, ведь именно им держать на себе довольно увесистую конструкцию – ваш дом. Поэтому прежде всех остальных шагов следует выяснить геологическое строение грунта на участке.

Перед началом строительства нужно изучить состав грунта

Эта информация пригодится вам в разных целях:

• при выборе типа и ширины фундамента;
• во время планирования сада и выбора растений для тех или иных его зон;
• для определения глубины залегания подземных вод.

Задача для профессионалов

Почва только с виду кажется твердой и неподвижной. На самом деле в ней то и дело происходят различные процессы, из-за которых и фундамент, и стены могут покрыться опасными трещинами. Неравномерность залегания слоев, склонность грунта к вспучиванию, наличие песчаных линз и плывунов могут довести ваш дом до аварийного состояния. В общем, предварительный анализ грунта – мера обязательная.

Узнать, из чего состоит почвенный пирог на вашем участке, можно двумя способами:

• заказав профессиональные инженерно-геологические изыскания;
• изучив состав грунта самостоятельно.

Первый путь затратнее, но эффективней. Специалисты возьмут пробы на нужной глубине с определенным шагом и составят геологический разрез вашего участка с указанием состава почвы и водоносных горизонтов. Вы получите информацию по:

• однородности состава грунта;
• его несущей способности;
• проверке массива на сдвиг и обрушающие нагрузки;
• величине просадки почв при увлажнении и т. д.

Специалисты не только возьмут пробы грунта, но и сделают их анализ

Изучаем почву своими силами: на что обратить внимание

Если вы не хотите тратиться на специалистов, попробуйте провести геологические исследования самостоятельно. Для этого с помощью садового бура сделайте несколько шурфов в разных точках участка. Для не очень ответственных построек, например, дачных домиков достаточно взять пробы в двух точках на контуре будущего здания, но лучше перестраховаться и сделать 3–4 шурфа. Это поможет получить более точную картину залегания пород и обезопасить себя от возможных проблем.

Обратите внимание и на глубину шурфования. Поскольку фундамент рекомендуется заглублять ниже точки промерзания, делать шурф надо также ниже этой отметки. Данные по глубине промерзания в разных регионах страны содержатся в специальных таблицах. Для средней полосы она составляет 1,4–1,6 м.

Сделать шурф можно с помощью садового бура

Высота здания тоже имеет значение. В зависимости от нее глубина выемки должна быть:

• равной глубине промерзания и ниже – для сравнительно легкой одноэтажной постройки;
• 3,5–4 метра – при возведении дома высотой в два этажа и более;
• 4–5 метров при наличии цокольного этажа в одноэтажном доме;
• 8–9 метров, если планируется устроить цокольный этаж в двухэтажном кирпичном доме. Правда, выполнить такие работы самостоятельно вам будет уже не под силу и без помощи специалистов тут не обойтись.

Исследуем грунт

Для того, чтобы ваше исследование дало достоверный результат, берите пробы грунта с каждых 25–30 см шурфа, а после отметки глубины промерзания – с каждых 50 см. Теперь все образцы нужно изучить и классифицировать по типу почвы. Сделать это можно с помощью довольно нехитрых приемов.

Если шарик из грунта не трескается по краям при сжатии – это глина

Изучив все образцы, составьте разрез-схему почвенных слоев на вашем участке, укажите степень их влажности – это даст наглядную картину, которая поможет при решении самых разных вопросов, начиная от возведения построек, заканчивая рытьем колодца.

Размер фундамента высчитывайте исходя из несущей способности грунта в зависимости от его плотности:

• песок крупный гравелистый – 5–6 кг/см²;
• песок средней крупности – 4–5 кг/см²;
• песок мелкий сухой – 3–4 кг/см²;
• песок мелкий влажный – 2–3 кг/см²;
• супесь сухая – 2,5–3 кг/см²;
• супеси влажные – 2–2,5 кг/см²;
• суглинок сухой – 2–3 кг/см²;
• суглинок влажный – 1–3 кг/см²;
• глина сухая – 2,5–6 кг/см²;
• глина влажная – 1–4 кг/см²;
• гравий с глиной – 3–4 кг/см²;
• галька с глиной – 4–4,5 кг/см²;
• скальные грунты – до 30 кг/см².

Изучив образцы почвы, вы узнаете ее тип и определите несущую способность грунта на вашем участке

Самыми надежными считаются скальные породы – они не деформируются, не вспучиваются, их не размывает вода. Также хорошими качествами обладают гравийные и галечные грунты, крупнозернистый песок. Пылеватые и мелкие пески можно использовать как надежную опору для дома только в сухом состоянии.

К проблемным относятся глины и суглинки. Во влажном состоянии их свойства значительно ухудшаются, а в мороз такие почвы склонны к вспучиванию. Насыпные, растительные почвы, влажные мелкие пески, супеси, глины и суглинки относятся к опасным грунтам – строительство на них должно вестись с особым вниманием к выбору вида фундамента и глубине его расположения.

Виды исследований грунтов на участке

Комплекс работ, подразумевающих определение свойств грунтов, их послойного состава и толщины залегания каждого слоя, называется исследованием грунта. Кроме описанных процессов, сюда также входит:

• Определение пролегания грунтовых вод;
• Исследование пучения и глубины промерзания грунтов;
• Под каким углом залегает или «падает» пласт и ответы на ряд других вопросов.

По результатам проведенной работы удается составить представление о пригодности почв и ландшафта для сооружения построек либо иных строительных работ на участке.

Обратившись за помощью к специалистам НПБ «ГОСГЕОКОМ», вы гарантированно получите ее в области геодезических и топографических исследований грунтов. Мы готовы полностью изучить и подготовить базу под закладку фундамента, а также выявить другие необходимые свойства геоматериалов вашего участка. На сайте вы найдете необходимую информацию как о стоимости, так и о полном перечне услуг, предоставляемых нашей компанией. Заказать геологию участка под коттедж можно тут.

О работах по геологии грунтов

Каждый раз перед тем, как осуществить детальное обследование грунтов, специалисты проводят подробное изучение свойств грунтов на отведенной меже. Что позволяет геологам получить важные данные для составления плановой документации, а именно:

• 1. Каким представляется рельеф данной местности, насколько велики перепады;
• 2. На какую глубину происходит промерзание и высоту – пучение грунта;
• 3. Имеется ли поблизости река или другой водоем, и насколько велик риск подтопления участка ее водами;
• 4. Имеются ли на определенной глубине водосодержащие пласты.

Также специалисты исследуют особенности геологического строения выделенных под строительство участков. И в зависимости от того, насколько сложна геоструктура участка, и какого характера работы на нем будут осуществляться, также выясняется возможность и необходимость дальнейших исследований.

Полевые методы исследования грунтов

Методы геодезических изысканий в сумме делятся на лабораторные и полевые. Так, во многом осуществление первых невозможно без проведения вторых: именно полевые работы позволяют досконально изучить большие пласты, взять образцы для подробного анализа в лабораторных условиях. Причем в процессе полевых исследований геодезисты стараются максимально сохранять условия воздействия естественных факторов, таких, как грунтовые воды, различные температуры, осадки и т.д.

К группе полевых методов относят:

• Метод компенсации напряжений в грунтах;
• Методы статического и динамического зондирования;
• Прессиометрия – исследование свойств при нагрузке на сжатие;
• Воздействие на грунт при помощи влаги;
• Создание сдвигающих воздействий;
• Свайные методы испытаний и некоторые другие.

Особенно распространены статическое и динамическое зондирование. В первом случае ручной или механический зонд вводится в грунт, и замеры производятся при его неподвижном состоянии по уровням. Второй метод дает возможность изучить быстро и легко поведение почв, в особенности их рыхлость и природу отложений.

Геофизические исследования грунтов

Особенно важно изучать свойства почв в процессе проведения фундаментных расчетов и проектирования: насколько подходят геофизические характеристики выбранного участка для осуществления подобного строительства. В природных условиях осуществляют геофизический анализ грунта, который исключает теоретические ошибки и вместо допущений дает наглядную характеристику в общем охвате (сравним с точечным бурением, которое может навести на ложный след). Так что, даже если в составе почв наблюдаются некоторые неоднородности, это будет выявлено и подмечено.

Помните, что малейший просчет в геодезической оценке грунтов приводит к таким пагубным последствиям, как перекос стен, обвал крыши, разрушение мелких строений, просадка фундамента.

В процессе осуществления работ необходимо четко очертить границы участка, на котором предполагается разместить здание. Далее, на этом месте осуществить весь вышеописанный комплекс работ, который позволит правильно определить тип и глубину залегания фундамента. Стоит учитывать в первую очередь:

• Глубину промерзания грунтов;
• Степень пучинистости;
• Залегание грунтовых вод;
• Состав грунта, его рыхлость, несущую способность.

Насчет исследования последней характеристики, существует два подхода: первый предполагает расчет по несущей способности и второй – по предельным информациям. Им пользуются чаще при строительстве массивных зданий и конструкций.

Если же вы собираетесь возвести баню или небольшой коттедж, имеет смысл говорить о расчете по несущей способности. В таком разрезе грунт изучается как пластический материал с возникающими в нем силами упругости, иначе сжатия и выдерживания этого сжатия до определенного предела. Представим, что каждый грунт – это пружина, и нужно понять, какую массу сможет она выдержать безопасно, не прогнувшись. Каждый грунт обладает пределом, который указан в специальных таблицах, и наши специалисты смогут рассчитать характеристики на их основе максимально точно.