Силы действующие на фундамент. Виды грунтов
Все виды грунтов и почв представляют собой не только многогранную геологическую систему Земли, но и являются объектом, хозяйственной и инженерной деятельности человека.
Виды оснований (грунтов) под фундаментами.
Грунты выполняют целый ряд функций и могут выступать в качестве:
- материала возводимых сооружений;
- среды для расположения сооружений;
- основания для возведения зданий и сооружений.
Для строительства фундаментов наиболее подходящим считается материковый грунт. Он является однородным, а также имеет свойство равномерной осадки, благодаря чему здание на нем стоит более устойчиво.
Среди основных видов грунтов, на которых возводят фундаменты зданий и сооружений, выделяют:
- Хрящеватые грунты. К ним относятся обломы камня, гравий и др. Данный вид грунта не сжимается и предназначен для закладывания ленточных фундаментов на глубину до 0,5 м.
- Глинистые грунты. Этот вид грунтов склонен к сжиманию, размыванию и вспучиванию при промерзании. При закладке фундаментов на таких грунтах необходимо учитывать, в какой среде они находятся, и рассчитывать глубину их промерзания.
- Песчаные грунты. Грунты такого рода имеют свойство вымываться, пропускать воду, немного промерзать и хорошо уплотняться под воздействием нагрузки. Фундамент на них закладывают на глубину 0,4 – 0,7 м.
- Супеси и суглинки. Данный вид грунта представляет собой смесь глины и песка. Суглинки состоят из глины на 10 – 30 %, а супеси – на 3 – 10 %. Чтобы определить процентное соотношение песка и глины в грунте, необходимо поместить образец грунта в емкость с водой и хорошо взболтать. После этого нужно дать возможность взвеси отстояться. В результате песок осядет на дно емкости, а глина останется сверху. Измерить процентное соотношение частиц можно при помощи обычной линейки.
При возведении фундаментов лучше всего использовать слежавшуюся материковую почву, а глубина заложения фундаментных конструкций при этом должна составлять около 0,5 – 0,7 м. Чтобы уменьшить осадку, верхний рыхлый слой грунта снимают и заменяют на более плотный и менее сжимаемый. В таких ситуациях целесообразно делать подушку из крупнозернистого песка, который засыпают слоями, проливают водой и тщательно трамбуют.
Силы, которые действуют на фундамент сооружения.
Каждый из нас не раз замечал дефекты, которые появляются в результате неправильного расчета глубины заложения фундаментов (трещины в стенах, перекошенные дверные коробки). Причиной тому являются отдельные виды оснований, которые имеют свойство вспучиваться в холодное время года, а сила этого вспучивания очень и очень велика, иногда она достигает нескольких десятков тонн.
Процесс вспучивания происходит во влажных мелкопесчаных, глинистых и пылеватых грунтах в период их промерзания. Это явление обязательно нужно учитывать при проведении расчетов, ведь восстановить треснувшие стены будет уже невозможно.
Существует понятие морозного пучения грунта, суть которого заключается в увеличении его объема в период замерзания. Например, сильнопучинистые грунты увеличиваются в объеме на 10 %, а слабопучинистые – примерно на 5 %. Это происходит в результате увеличения объема воды в процессе замерзания, поэтому влажные почвы более склонны к пучению.
Промерзание грунтов проявляется в их неравномерном поднятии в результате образования прослоек изо льда, которые после оттаивания приводят к снижению прочности основания и его неравномерной осадке. В нынешнее время проводят целый ряд мероприятий, направленных на уменьшение силы пучения (создание теплых отмосток и дренажных систем, утепление фундаментов и др.).
Степень пучения того или иного вида грунта определяется его пористостью, составом и уровнем грунтовых вод. Таким образом, гравийные и крупнозернистые песчаные грунты относят к непучинистым, а глинистые и мелкозернистые песчаные – к пучинистым почвам. Перед возведением фундамента на пучинистом грунте необходимо рассчитать глубину его промерзания. Если она будет меньше глубины прохождения грунтовых вод, то такие условия можно считать благоприятными для будущего фундамента.