Возведение свайно-винтового фундамента на болоте
Ещё на этапе планирования дома и, соответственно, выбора типа фундамента, необходимо провести пробное завинчивание, которое даст необходимые сведения о требуемой длине свай. Толщина свай и шаг их размещения определяется в соответствии с предполагаемыми нагрузками, но в среднем диаметр винтовых свай может варьироваться от 57 до 133 мм, а расстояние между ними составлять от 1,5 до 2,5 м. Глубина погружения, как правило, составляет от 1,5 м и больше. Технологию возведения свайно-винтового фундамента можно разделить на следующие этапы:
Разметка участка. Чем больше и тяжелее будет дом, тем больше понадобится соответствующих размеров опор. Размечают участок в соответствии с составленным ранее планом, для чего можно использовать деревянные колышки
Важно правильно выбрать шаг размещения свай, а также учесть тот факт, что несущие стены дома должны обязательно опираться на сваи. Вкручивание свай. После того как площадка размечена, приступают к вкручиванию опор
После того как площадка размечена, приступают к вкручиванию опор
Вкручивание свай. После того как площадка размечена, приступают к вкручиванию опор
Для увеличения несущей способности фундамента, сваи закручивают до тех пор, пока не будет чувствоваться явное сопротивление вкручиванию, поэтому длина опор должна быть взята с запасом. Следует отметить, что эта точка сопротивления может быть различной на участке, поэтому глубина завинчивания свай также будет неидентичной. По окончании вкручивания всех свай, приступают к их обрезке в один уровень при помощи болгарки с дисками по металлу. Данный этап строительства фундамента, несмотря на кажущуюся трудоёмкость работ, довольно легко выполняется за 1−2 дня;
Бетонирование. Для увеличения жёсткости и прочности фундамента на болоте внутрь опор заливают бетонный раствор;
Приваривание оголовков. Оголовки представляют собой некие площадки диаметром, в два раза превышающим диаметр опор. При помощи сварочного аппарата данные элементы привариваются. Во избежание образования коррозийных процессов все сварочные швы обрабатываются краской на эпоксидной основе.
На этом возведение свайно-винтового фундамента окончено. Ещё одним преимуществом применения именно этого типа фундамента является отсутствие периода усадки, что позволяет приступить к следующему этапу строительства уже на следующий день. В некоторых случаях вместо оголовков используют швеллер, которым, так сказать, обвязывают все установленные сваи.
Возведение фундамента на болоте хоть и относится к одному из наиболее сложных и трудоёмких строительных этапов, не является невыполнимой задачей. Поэтому при правильном подходе, грамотном проведении всех расчётов и исследований, а также соблюдении технологических требований, проблем даже на такой неустойчивой почве возникнуть не должно.
Испытания грунтов штампами в полевых условиях
Несущую способность, деформативность грунтовых оснований в полевых условиях определяют по результатам испытаний штампами в шурфах, траншеях, скважинах на уровне закладки фундаментов. Учитываются также данные статического, динамического зондирования.
Грунты на глубине до 6 метров испытывают в шурфах, на более значительном заглублении – в скважинах для бурения. Чтобы провести испытание в шурфах, применяют жесткие металлические либо железобетонные штампы квадратной формы. Средняя площадь их подошв составляет 2500-5000 см. В буровых скважинах для испытаний используют штампы круглой формы с площадями подошв от 600 см.
Схема испытаний в шурфе выглядит таким образом:
- Гидравлический домкрат создает давление, оно через стойку поступает на штамп. Домкрат подает реактивное усилие, которое анкерное устройство из железных балок, работающее на выдергивание свай, принимает на себя. В качестве анкера можно применять платформу с грузом.
- В ходе испытания грунта штампами в скважине для бурения с трубой обсадки на почвы устанавливают закрепленный к штанге штамп. Давление создают за счет укладки грузов на платформу с деревянным основанием, прикрепленной к штанге хомутом и тягами. За корректное расположение штампа отвечают направляющие брусья. В состав испытательных установок входят приборы, замеряющие осадки штампа с максимальной точностью.
- Штамп в ходе испытаний нагружают ступенями. Размеры ступеней выбирают с учетом того, что давление под подошвой должно возрастать на слабых грунтах на 0.05 Мпа и на 0.2 Мпа на плотных. На каждой последующей ступени нагрузки выдерживают до стабилизации или затухания осадки штампов. Для фундаментных мостовых опор осадку загружения будут считать стабилизированной, если она составит до 0.01 мм за последние полчаса. В случае опирания на тугопластичные или глинистые грунты это значение не должно превышать 0.1 мм.
По итогам испытаний на штампе формируют график. Он будет зависеть от осадки штампа С, давления Р, которое поступает через его подошвенные части. На графике нужно выделить начальную зону, в рамках которой зависит осадки и давления будет считаться как прямолинейная. Модуль Е рассчитывается как общая деформация грунта. При испытаниях штампом квадратной формы за значение диаметра берется диаметр круга с площадью, которая равна площади подошвы штампов.
Виды фундаментов в зависимости от материала
Деревянный
Самый дешёвый и простой вариант. Для изготовления нужен деревянный брус. Такой вид рекомендуется устанавливать под мобильное сооружение, так как его легко демонтировать и перенести на новое место.
Минусом варианта является его недолговечность, так как дерево может быстро сгнить под воздействием влаги.
Для изготовления фундамента приобретается деревянный брус с сечением от 10 см. После разметки участка при помощи шнура выкапывается траншея. Брус закладывается в почву на половину высоты.
Для защиты от влаги дерево оборачивают рубероидом или другим изолирующим материалом. Можно также обмазать его специальной защитной мастикой. Для большей устойчивости дно траншеи можно засыпать мелким щебнем.
Это также поможет дополнительной гидроизоляции материала. После укладки брусья соединяются между собой скобами.
Блочный
Рекомендуется к применению в местах, обладающих излишней влажностью. Как вариант можно использовать бывшие в употреблении бетонные бордюры.
Для его изготовления по нанесённой разметке роют траншею шириной около 25 см. Глубина определяется уровнем промерзания почвы, характерным для определённой местности. Дно траншей на 10 сантиметров засыпается гравием или щебнем. Сверху на гравий заливается цементный раствор.
По всему периметру укладывается слой блоков, начиная с углов. В пустоты заливают раствор, а пустоты по краям заполняются почвой. Верх блоков выравнивается цементной смесью.
Этот вид должен получиться вровень с почвой. На него укладывается слой красного кирпича, высотой примерно в пять рядов, скрепляя всё цементной смесью. Швы между кирпичами тщательно заделываются.
Кирпично-бетонный
Траншея в этом случае роется меньшей глубины, примерно 10-15 сантиметров. Но если вы планируете выращивать в теплице рассаду, такое основание не подойдёт. Мороз вполне может забраться внутрь сооружения и погубить растения. Кирпичный фундамент подходит для теплиц, в которых растения выращиваются в весенне-осенний сезон.
Ширина траншеи для кирпичного основания должна быть 20-25 см. Земля, для защиты от разрушения, укрепляется опалубкой из досок. В опалубку заливается бетонная смесь вровень с почвой. Бетон выравнивается по уровень и в него вставляются анкерные болты для будущего крепления каркаса теплицы.
Через неделю после заливки, когда бетон застынет, на бетон укладывают ряд красного кирпича. Кладку нужно производить таким образом, чтобы не было пустых мест между рядами, а болты располагались в швах между кирпичами.
Точечный на опорных столбах
Это особый вид основания для небольших теплиц исключительно весенне-летнего использования. В то же время это самый простой и быстро возводимый, а также самый дешёвый вариант. Для установки используются опорные столбики из бруса, бетонных блоков или обычных пеньков. Высота их равна 50 см, количество определяется размерами теплицы. Шаг между столбиками должен быть метр. По разметке в соответствии с размерами теплицы устанавливают столбики, начиная с углов. Заделка производится вровень с почвой. На врытые столбики укладывается строительный уголок для крепления каркаса теплицы.
Бетонный
Этот вид основания теплицы является альтернативой блочному. Для его изготовления используется готовая или приготовленная самостоятельно бетонная смесь, состоящая из цемента, песка и щебня(1:3:5).
Начинается заливка с подготовки деревянной опалубки. Щиты устанавливаются по периметру разметки в вырытую траншею. Дно траншеи застилается слоем песка, на него устанавливается опалубка. Высотой 40 см. Доски заглубляются на высоту 20 см.
В готовую опалубку равномерно по всему периметру, послойно заливается бетонная смесь. Каждый слой тщательно утрамбовывается. Для крепости в бетон закладывается металлическая арматура. Надземную часть можно закончить слоем кирпичей в несколько рядов.
После полного затвердения, примерно через 7-10 дней опалубка снимается. Такой основание является наиболее прочным и долговечным. К тому же он является наиболее надежной защитой внутреннего пространства теплицы от грызунов и холода. Капитальная теплица на фундаменте обычно устраивается именно на этом материале.
Характерные преимущества и минусы установки забивных свай
Этот вид основания под строение имеет выгодные и неоспоримые отличия от других оснований по параметрам:Так выглядят забивные сваи круглой формы
- не нужно проводить большой объем земляных работ, при этом прост в установке;
- сваи для фундамента можно вбить в любой непрочный грунт, кроме сальных пород;
- материал изготовления свай можно выбрать исходя из бюджета стройки, параметров здания и типа грунта;
- хорошо удерживает большую массу строения, применяется при сооружении высотных зданий, с большим количеством этажей;
- срок службы этого основания – 100 лет;
- возможность увеличение прочности с помощью обустройства ленточного фундамента из свай;
- свайный фундамент для кирпичного дома не боится перепадов температур, влагостойкий, негорючий и устойчивый к воздействиям окружающей среды;
- легко перевозить и хранить сваи из ЖБ.
Но как у любого материала и способа обустройства оснований для дома, у этого типа фундамента есть ряд недостатков, о которых стоит рассказать:
- Прежде всего, придется запланировать цокольный этаж и предусмотреть способы его обустройства.
- Если на участке преобладают посадочные и склонные к разбуханию почвы, то свайно-забивной фундамент может оказаться недостаточно устойчивым.
- Если же грунт на вашем участке такой, как описан выше, то не стоит отчаиваться, и покупать другую землю – из этой ситуации есть выход. Свайно-забивной фундамент можно укрепить, например, установить на опоры монолитную плиту, или обустроить свайно-ленточный фундамент.
Важно! Если принять решение об обустройстве ростверка, то между почвой и лентой должен, находится промежуток, который после монтажа отсыпается щебенкой мелкой фракции, или песком. Это делается для того, чтобы во время зимнего пучения почва не могла воздействовать на ленту ростверка.Схема с размерами устройства свайного основания с ростверком Конечно, у этого вида оснований есть недостатки, но их мало и при этом их всегда можно обойти и найти способ их устранения.Есть еще один важный момент – перед покупкой материала, для изготовления свайно-забивного основания, нужно тщательно изучить документы, в которых должна содержаться информация о производителе свай, материале, примененном при их изготовлении, дата выработки, номер партии
Кроме этого, продавец должен предоставить вам сертификат соответствия на данную продукцию
Если документов нет, то стоит отказаться от покупки. Внимательно осмотрите материал, поверхность свай должна быть ровной и гладкой без видимых повреждений и нежелательных вкраплений. Например, микротрещины можно обнаружить, если намочить одну из сторон.Чертёж с размерами устройства основания с использованием забивных свай При высыхании на поверхности проступят потемневшие полоски – это говорит о том, сто материал ненадлежащего качества. Стоит так же рассмотреть виды свай, так как они могут быть изготовлены из разных материалов
Кроме этого, продавец должен предоставить вам сертификат соответствия на данную продукцию. Если документов нет, то стоит отказаться от покупки. Внимательно осмотрите материал, поверхность свай должна быть ровной и гладкой без видимых повреждений и нежелательных вкраплений. Например, микротрещины можно обнаружить, если намочить одну из сторон.Чертёж с размерами устройства основания с использованием забивных свай При высыхании на поверхности проступят потемневшие полоски – это говорит о том, сто материал ненадлежащего качества. Стоит так же рассмотреть виды свай, так как они могут быть изготовлены из разных материалов.
Определяем плотность почвы и уровень грунтовых вод
Чтобы определить уровень грунтовых вод в центре и по углам строительного участка необходимо проделать скважины глубиной в 2.5 метра. Спустя несколько часов после бурения на дне скважин появится вода — опустите в скважину деревянную рейку соответствующего размера и определите, какое расстояние от поверхности земли до начала воды в скважине.
Рис. 1.5: Скопление грунтовых вод в пробной скважине
Учитывайте, что уровень грунтовых вод на разных сторонах выделенного под строительство участка может сильно отличатся — все расчеты необходимо осуществлять на основании самого высокого показателя УГВ.
Совет эксперта! Если грунтовые воды на площадке залегают на глубине большей, чем глубина промерзания почвы, что свидетельствует о отсутствии склонности грунта к морозному пучению, на участке можно возводить практически любой тип фундамента, однако если соотношение противоположное, остается лишь два варианта — ленточный фундамент глубокого заложения (возведение которого на большую глубину может быть финансово неоправданным) либо фундамент на железобетонных сваях (оптимальный в большинстве случаев вариант).
В отличие от УГВ, точную плотность почвы самостоятельно определить невозможно. Делается это в лаборатории на основе данных полевых исследований с использованием специальной техники. Существует два основных метода определения плотности почвы — метод режущего кольца (для несвязных грунтов) и метод парафинирования (для связной почвы).
Метод режущего кольца заключается в заборе образца почвы с помощью кольца-пробоотборника, который в дальнейшем подлежит опрессовке, взвешиванию и расчету по нормативным формулам.
Рис. 1.6: Реализация метода парафинирования почвы
При парафинировании из грунта вырезается образец объемом 0,5 м3, который покрывается слоем парафина. Масса образца определяется с помощью опускания его в резервуар с водой и определения объема вытесненной жидкости. Дальнейшие расчеты проводятся по типичным формулам.
Какой фундамент подходит для глинистой почвы
Слои закладки фундамента для суглинистой почвы с гидроизоляцией.
После точного определения типа почвы на участке и глубины залегания грунтовых вод необходимо решить, какой фундамент можно будет возвести. Глинистая почва ограничивает в выборе основания дома, поэтому можно воспользоваться только двумя вариантами: построить ленточный или свайный фундамент. Какой именно выбрать, попытаемся выяснить далее.
Если грунт более или менее однородный, то для него подойдет ленточный фундамент, свайный применяется в тех случаях, когда в почве попадаются камни.
Построить фундамент на суглинках нелегко, но если вникнуть во все нюансы этой работы, сделать это возможно. При возведении фундамента на суглинке могут возникнуть такие проблемы, как обламывание, вспучивание и просадка конструкции. Чаще всего это происходит вследствие недостаточной глубины закладывания фундамента либо при большом давлении, которое может оказываться на него. Проблемы могут возникнуть у дома, фундамент которого был возведен на суглинке, если при его строительстве применялся мелкий камень, либо стены были построены из пеноблоков.
Схема ленточного фундамента для глинистой почвы.
Чтобы избежать всех вышеописанных проблем, строительство дома должно сопровождаться выбором правильного типа фундамента. При этом блоки можно отсеять сразу же, так как в роли связующего элемента потребуется устройство армирующего каркаса. Низ основания должен быть шире, чем его верх. При возникновении опасений по поводу давления грунта, основание необходимо будет промазать машинным маслом или обернуть его поливинилхлоридной пленкой, которая не пропустит воду к фундаменту во время оттепели. Нелишним будет утеплить верхний слой земли, для чего можно использовать керамзит или щебень.
На выбор типа фундамента. который можно возвести на суглинке, также влияет материал, используемый при возведении стен дома. Если это будет кирпич, то свой выбор стоит остановить на ленточном фундаменте, который способен выдержать большую нагрузку.
Если же планируется строительство сарая или летней теплицы, то лучше выбрать свайный фундамент, который способен обеспечить необходимую степень монументальности возводимого строения.
На глинах и суглинках также можно использовать основания в виде монолитной плиты, которую обязательно устанавливают на песчаную подушку. Его преимущество заключается в плавучести, а значит он легко выдерживает любые движения грунта. Еще одним плюсом монолитного фундамента является отсутствие необходимости проведения глобальных земельных работ.
Пример нахождения размеров ростверка
Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.
Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.
Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.
Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.
Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.
Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.
Типы грунтов
Структура почв существенно зависит от геологической истории данной местности. По общепринятой теории, затвердевание Земли привело к образованию монолитного слоя литосферы, который впоследствии разрушался под действием атмосферы (ветра, дождя, солнца, колебаний температуры) – вплоть до образования из горного монолита мельчайших частиц.
Этапы такого разрушения целостных пород и отразились в разных свойствах конкретного участка земной поверхности.
Грунты подразделяют на:
- Скальные – массив горных пород с высокой плотностью. Монолитен и несжимаем.
- Крупнообломочные – смесь крупных камней и частиц, с включением мелких. Обладает высокой пористостью и малой сжимаемостью.
- Песчаные – состоят из мелких твердых частиц, практически не связанных между собой. Отличаются высокой сыпучестью и плотностью в объеме.
- Глинистые – состоят из самых мелких (мелкодисперсных) частиц (менее 0,1 мм в сечении), сильно связанных между собой за счет сил поверхностного натяжения присутствующей в их толще воды. Характеризуются высокой сжимаемостью и пластичностью.
Структура грунта и физические характеристики
Грунт состоит из трех компонентов: твердых частиц, воды и газа. Твердые частицы в основном определяют свойства грунта, а водяные и газовые составляющие могут их существенно изменять. Твердые частицы в почве образуют губчатую структуру. Чем плотнее они сами и чем плотнее они прилегают друг к другу, чем выше сила их сцепления, тем плотнее грунт в целом. Плотность своеобразной «губки» увеличивается с глубиной залегания – верхние слои оказывают давление на нижние. Однако этот фактор не столь существенен на тех глубинах, на которые закладывается фундамент.
Воздух заполняет пористую структуру грунта – чем рыхлее почва, тем больше в ней воздуха.
Для исследования грунтов берут в расчет их физические и механические характеристики. Физические:
- Плотность самих частиц
- Плотность «губки»
- Влажность
- Пористость
- Пластичность
Механические:
- Удельная деформация
- Удельное сцепление частиц
- Угол внутреннего трения
Несущая способность профнастила — предельно допустимые нагрузки
Как уже говорилось выше, несущая способность профлиста определяется нагрузкой, которую он может выдержать без деформаций и разрушения. Для расчета прочности профнастила используют четыре схемы опирания профлиста: однопролетную, двухпролетную, трехпролетную и четырехпролетную. При этом принимается, что ширина опорной конструкции в месте соприкосновения с профнастилом не меньше 40 мм.
Четыре самые распространенные схемы опирания профнастила
Ниже в таблице приведены предельно-допустимые равномерно-распределенные нагрузки для некоторых видов профнастила, как несущего, так и стенового.Несущая способность профлиста, таблица нагрузок
| Марка профнастила | Шаг опор, м | Предельная нагрузка при разных схемах опирания, кг/м² | |||
| Схема 1 | Схема 2 | Схема 3 | Схема 4 | ||
| С10-1000-0,6 | 1,2 | 50 | 83 | 68 | 64 |
| С18-1000-0,6 | 1,8 | 56 | 140 | 115 | 109 |
| С21-1000-0,6 | 1,8 | 101 | 253 | 208 | 195 |
| С44-1000-0,55 | 1,5 | 512 | 235 | 267 | 256 |
| 3,0 | 64 | 118 | 134 | 128 | |
| С44-1000-0,6 | 1,5 | 556 | 307 | 349 | 335 |
| 3,0 | 69 | 154 | 175 | 167 | |
| С44-1000-0,7 | 1,5 | 658 | 474 | 540 | 518 |
| 3,0 | 82 | 211 | 264 | 245 | |
| С44-1000-0,8 | 1,5 | 747 | 650 | 741 | 711 |
| 3,0 | 93 | 240 | 300 | 280 | |
| Н60-845-0,7 | 3,0 | 323 | 230 | 269 | 257 |
| 4,0 | — | — | 184 | — | |
| Н60-845-0,8 | 3,0 | 388 | 324 | 378 | 360 |
| 4,0 | — | 203 | 254 | — | |
| Н60-845-0,9 | 3,0 | 439 | 427 | 504 | 482 |
| 4,0 | — | 240 | 300 | — | |
| Н75-750-0,9 | 3,0 | 645 | 617 | 771 | 720 |
| 4,0 | 293 | 247 | 434 | — | |
| Н114-750-0,8 | 4,0 | 588 | 588 | 735 | — |
| 6,0 | 193 | 261 | — | — | |
| Н114-750-0,9 | 4,0 | 659 | 659 | 824 | — |
| 6,0 | 218 | 293 | — | — | |
| Н114-750-1,0 | 4,0 | 733 | 733 | 916 | — |
| 6,0 | 244 | 325 | — | — |
В таблице приведены допустимые нагрузки для профилей с наиболее часто используемой толщиной стали исходной заготовки. С увеличением толщины стали, допустимые нагрузки увеличиваются прямо-пропорционально. Поэтому, для того, чтобы определить значения предельно-допустимых нагрузок для профнастила с другой толщиной стали, необходимо табличное значение умножить на соотношение толщины стали приведенного в таблице профиля к толщине стали рассматриваемого профлиста.
Способы вычисления несущей способности по различным параметрам
Несущая способность сваи зависит от целого ряда параметров. Главные из них – материал опоры и виды грунта, с которыми она контактирует при заглублении. Опираясь на данные характеристики можно легко рассчитать необходимое количество элементов свайного фундамента и их геометрические параметры.
Свайные фундаменты
Среди получивших наибольшее распространение в частном домостроении можно выделить следующие свайные фундаменты:
- На винтовых сваях;
- На забивных опорах;
- С помощью буронабивных свай.
Каждый вариант хорош в тех или иных случаях и может использоваться при строительстве зданий различной конструкции и этажности.
Расчет фундамента на винтовых сваях
Винтовые сваи представляют собой стальные трубчатые опоры, оснащенные в нижней части лопастями, облегчающими процесс внедрения в грунт. Для строительства домов используют элементы диаметром 133, 108 и 89 мм. Более тонкие сваи можно применять для монтажа легких конструкций типа беседок и террас.
Фундамент на винтовых сваях
Несущая способность сваи с лопастями зависит от следующих параметров опоры:
- Диаметра трубы;
- Длины трубы, погруженной в почву;
- Диаметра лопастей, распределяющих конечную нагрузку на грунт.
Даже трубы самого большого диаметра не позволяют использовать их для строений из таких сравнительно тяжелых строительных материалов, как кирпич и бетонные стеновые блоки. Для соответствия нагрузке дома даже на таких мощных почвах, как глиняные шаг установки винтовых свай может составлять 0,3 метра, что невыгодно с точки зрения технологии и экономики строительства.
Особенности фундамента на забивных сваях
Максимально возможная несущая способность забивной сваи позволяет широко использовать подобный вид фундаментов даже при строительстве многоэтажных жилых домов. Это способствует их распространению при возведении конструкций высотой до 40-60 метров.
Применение специализированной строительной техники позволяет использовать опоры, длина боковой поверхности которой может составлять десятки метров. Забитая свая нижним концом опирается на высокопрочные скальные породы, передавая им нагрузку от конструкции дома. Прочность материала опоры достаточна для сохранения ее целостности под такой высокой нагрузкой.
В частном домостроении фундамент на забивных сваях распространен очень слабо. Связано это с высокой стоимостью аренды пневматического забивного оборудования и его операторов. Только в крайних случаях строительные инженеры склоняются в пользу такого вида фундамента для двухэтажных частных домов.
Буронабивные сваи – оптимальный вариант фундамента
Буронабивные сваи аналогичны забивным, но монтаж тела опор осуществляется непосредственно на месте строительства. Для этого в грунте бурится отверстие, в которое опускается полая цилиндрическая опалубка в виде труб. Внутрь устанавливается стальной усиливающий каркас и полость заполняется бетоном. Для увеличения несущей способности сваи возможно изготовление ее нижнего конца в виде полусферического или конического расширения.
Важный аспект – материал, из которого изготовлена опора и способ ее изготовления. Максимальная величина характерна для железобетонных заводских стоек. Несущая способность сваи по материалу в расчетах характеризуется коэффициентами, величина которых определяется по соответствующим таблицам.
Фундамент на буронабивных сваях
В процессе бурения первого или пробного шурфа на месте строительства необходимо как можно тщательнее изучить имеющиеся слои грунта, ибо каждый из видов почв обладает различной несущей способностью сваи. Конкретные цифры по каждому виду почв легко найти в соответствующем ГОСТе, который называется «Грунты. Классификация». Эти величины учитывают, когда определяется несущая способность сваи по грунту.
Буронабивная свая, как и забивная, благодаря плотной посадке в почву нагрузку от конструкции дома передает не только своим нижним концом, но и по всей боковой поверхности. Это отличает их от свайных опор и служит неоспоримым преимуществом. Для более тщательного изучения технологии расчета несущей способности сваи рассмотрим ее на конкретном примере.
Пески
Пески представляют скопление зерен диаметром менее 2 мм и являются продуктом измельчения скальных горных пород. Различают пески горные с остроугольными зернами, речные и морские с окатанными зернами. Дюнные пески, переносимые ветром, имеют размеры зерен 0,1—0,4 мм. Наиболее часто встречаются пески кварцевые. Пески встречаются в разрыхленном и плотном состоянии, отчего зависят их сжимаемость и сопротивление сдвигам. Степень водопроницаемости песков зависит от крупности их частиц. Тонкозернистые пески отличаются малой водопроницаемостью. Песок легко размывается водой. Очень мелкие пески с водой отличаются большой подвижностью.
Как определяется несущая способность грунтов?
Несущая способность грунтов — это одна из его основных характеристик, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см2 или т/м2.
Зачем нужна несущая способность грунтов?
По несущей способности грунта определяют, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта не обязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2 м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен. Далее по типу и увлажненности грунта определить его несущую способность.
Основные виды грунтов
На территории нашей страны в основном преобладают песчаные и глинистые грунты, за исключением болотистой местности с просадочными торфяными грунтами , а также горных хребтов и возвышенностей со скальными грунтами.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2 мм. Супесь содержит 3-10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% — 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, содержит более 30% глинистых частиц ,если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Как определить вид грунта?
- Исследуемый образец грунта укладываем в стеклянную банку на ¼ её высоты;
- Доливаем в банку воды до уровня ¾ высоты;
- Добавляем в воду 1 чайную ложку средства для мытья посуды; закрываем банку крышкой и встряхиваем содержимое в течение 10 минут. За это время образец грунта разделится на составляющие; банку ставим и через 1 минуту отмечаем на ней маркером уровень песка, который осел на дне;
- Уровень ила отмечаем через 2 часа;
- Ждем пока вода станет прозрачной и отмечаем уровень слоя глины.
- Процесс осадки глины достаточно длительный и может занять от 2 до 7 дней;
- Находим толщину слоя песка, ила и глины. Например: уровень песка через 1 минуту составил 6 см, уровень ила 7 см от дна банки, уровень глины 10 см от дна банки. Тогда: толщина слоя песка 6 см, толщина слоя ила 1 см (7-6=1), толщина слоя глины 3 см (10-7=3), а общая толщина осадка 10 см;
- Вычисляем относительную величину каждого вида осадка (в процентах): толщину слоя песка/ила/глины делим на общую толщину осадка, затем умножаем на 100 процентов: 6/10*100% =60% — содержание песка в %;
1/10*100%=10% — содержание ила (пыли) в %;
3/10*100%=30% — содержание глины в %.
Расчетное сопротивление грунта на разной глубине
Величины расчетного сопротивления грунтов (R0), приведенные ниже , даны для глубины заложения фундамента 1,5…2 м.
Если глубина заложения фундамента меньше чем 1,5 м. то расчетное сопротивление грунта (Rh) определяется по формуле: Rh = 0,005R0(100 +h/3), где h — глубина заложения фундамента в см.
Пример 1 Глинистый грунт на глубине 0,5 м при R0=4 кг/см2 будет иметь расчетное сопротивление грунта Rh = 2,33 кг/см2. Если глубина заложения фундамента больше чем 2 м. то расчетное сопротивление грунта (Rh) определяется по формуле: Rh = R0 + kg(h — 200), где h — глубина заложения фундамента в см, g — вес столба грунта, расположенного выше глубины заложения фундамента (кг/см2); к — коэффициент грунта (для песка — 0,25; для супеси и суглинка — 0,20; для глины — 0,15).
Пример 2 Глинистый грунт на глубине 3 м при R0=4 кг/см2 будет иметь расчетное сопротивление Rh = 10,3 кг/см2. Удельный вес глины — 1,4 кг/см2, а вес столба глины высотой 300 см — 0,42 кг/см2.
Таблица категорий и способов разработки почвы.
| Категория грунтов | Типы грунтов | Плотность, кг/м3 | Способ разработки |
| 1 | Песок, супесь, растительный грунт, торф | 600…1600 | Ручной (лопаты), машинами |
| 2 | Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесь со строймусором | 1600… 1900 | Ручной (лопаты, кирки), машинами |
| 3 | Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой | 1750… 1900 | Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами |
| 4 | Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина | 1900…2000 | Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами |
| 5…7 | Плотный отвердевший лёсс, дресва, меловые породы,сланцы, туф, известняк иракушечник | 1200…2800 | Ручной (ломы и кирки, отбойные молотки), взрывным способом |
| 8…11 | Граниты, известняки, песчаники, базальты, диабазы, конгломерат с галькой | 2200…3000 | Взрывным способом |
От чего зависит несущая способность грунта
Плотность почвы наряду с грузонесущей способностью определяет деформационную устойчивость грунта. Низкоплотные породы почвы имеют пористую структуру, в которой свободное пространство между фракциями заполнено воздухом либо водой. Если нагрузки на низкоплотный грунт превысят допустимую норму, произойдет уплотнение грунта — усадка, которая чревата разрушением и деформацией находящихся в почве фундаментов.
От плотности почвы зависит степень сжимаемости грунта. На любом участке поверхностный пласт почвы, в большинстве случаев, представлен низкоплотными породами (за исключение регионов с крупнообломочным и скалистым рельефом), а на глубине 5-6 метров располагаются пласты высокоплотного, несжимаемого грунта, способного выдерживать тяжелые габаритные здание.
Именно поэтому на участках с проблемными грунтовыми условиями рекомендуется использовать свайные фундаменты, которые переносят исходящую от дома нагрузку на глубинный, несжимаемый пласт грунта, обладающий
