Способность грунта влиять на инородные материалы

Обновлено: 19.09.2024

Если вы надумали строиться самостоятельно, то несущая способность грунта это… нет, угадали – второе или даже третье, что необходимо выяснить. Первое и второе – нормативная глубина промерзания НГП и уровень грунтовых вод УГВ, поскольку от них зависит не только глубина заложения фундамента, но и выбор несущего слоя грунта под ним, см. далее. Однако способность грунта долгое время нести весовую нагрузку здания/сооружения также важнейший фактор надежности будущей постройки. Трещины в несущих конструкциях, вызванные слабым грунтом по ними, остановить невозможно. Если строящийся дом даст аварийную трещины в процессе постройки, то большая часть или все затраты на нее ухнули коту под хвост. А если дом к тому времени уже заселен – еще хуже, нужно строить новый. Наконец, надежность грунта на месте будущей постройки очень сильно влияет на выбор типа фундамента, а добрая доля сметной стоимости и трудоемкости строительства приходится за нулевой цикл и заложение основания. А от типа фундамента, в свою очередь, зависит техперерыв на его осадку, прежде чем можно будет начинать строить коробку. Цель этой статьи – подсказать, читателю-застройщику, как не прогадать с грунтом. Расчет фундамента определенного типа на конкретном грунте это отдельная обширная тема, но и по ней мы постараемся дать достаточно пригодного для практического применения материала.

А что это такое?

Да эта самая несущая способность. Общее определение – способность чего-то (элемента конструкции, естественного основания и т.п.) заданное время нести эксплуатационную нагрузку, не испытывая чрезмерных или необратимых деформаций. Но в строительном аспекте дело сложнее, поскольку фундамент механически накрепко связан с грунтом под ним и сам сопротивляется деформациям. А конструкция здания на фундаменте также может быть достаточно прочной и жесткой. Поэтому в строительстве принято определение несущей способности грунта под постройкой через расчетную силу его сопротивления весовой нагрузке R. Грунт под основанием постройки считается надежным, если в течение ее расчетного срока службы здание/сооружение не испытывает опасных смещений (вверх-вглубь, вбок, крена) и деформаций. Выполнение этих условий возможно, если осадка фундамента происходит по линейному закону, а нарушение исходной структуры грунта под весом постройки распространяется в стороны от ее фундамента не более чем на 1,25 его ширины.

Аварийные трещины в зданиях, вызванные слабым грунтом под фундаментом

Обводненность и переслой

Расчетный срок эксплуатации жилых построек не может быть менее 40 лет. С другой стороны, домом по земле не лупят и на угол его не ставят. Хрестоматийный в сопромате пример: тягач с нагруженным 40-футовым контейнером на прицепе создает удельное давление на опорную поверхность прим. в 3 раза большее, чем танк. Грациозная девушка на каблуках-шпильках – прим. в 10 раз большее. Девушка на шпильках пройдет по утоптанной земле, и никому в голову не взбредет облагать милых дам налогом на пешее хождение, разве что законченному параноику. Впрочем, адепты трансгендерного спорта, возможно, и сюда доберутся, денежки же. Но это к слову. С фур берут дорожный налог за усиленный износ покрытия, а танкам на трассу в мирное время нельзя и кончик пушки высовывать, потому как известно, во что они превратят дорогу.

К чему это? К тому, что в строительстве важна устойчивость грунта, т.е. стабильность его R в долгосрочной перспективе. Абсолютно устойчивы только скальные монолиты в сейсмически безопасных регионах. А устойчивость обычных под постройками грунтов определяется, во-первых, их гранулометрическим составом (см. далее) и степенью обводненности. R насыщенного влагой грунта падает в разы. Поэтому самостоятельные геологические изыскания на месте (также см. далее) нужно производить где-то в середине весны, или, в бесснежных местах, спустя 1-2 недели после годового пика осадков.

Устойчивость фундамента здания в зависимости от стратиграфии грунта

Примечание: о выборе несущего слоя грунта и по нему типа основания здания см. также видео:

Строительство — это сложный процесс, требующий большой точности при расчетах несущей способности конструкции.

Масса крыши передает нагрузку на стены, потом на фундамент и в конечном итоге масса всего строения воздействует на основание — толщу породы, на которую опирается фундамент.

Перед началом строительства необходимо проверить надежность грунтов.

Несущая способность грунта — это нагрузка, действующая на единицу его объема и не приводящая к деформации основания.

От чего зависит несущая способность?

Для определения несущей способности грунта специалисты проводят геологические изыскания. На территории строительной площадки бурят несколько скважин, берут из них пробу через равные расстояния, проводят лабораторные исследования и оформляют отчет.

На несущую способность влияет несколько факторов:

Вид грунта;
Толщина слоя;
Глубина залегания;
Характеристики предыдущего слоя;
Уровень грунтовых вод (УГВ);
Глубина промерзания почвы;
Плотность.

При строительстве самый важный показатель — УГВ, от него зависит влажность грунтов.

В сухом и насыщенном влагой состоянии одни и те же породы имеют разные характеристики, отличающиеся в несколько раз.

Любые грунты, соприкасающиеся с водой, считаются насыщенными влагой.

Это увеличивает их текучесть и снижает несущую способность.

Исключением являются средние и крупные пески. Их свойства не изменяются из-за насыщения водой.

Плотность — это показатель пористости.

Грунт состоит из твердых частиц, между которыми находятся полые пространства, заполненные воздухом или водой. При превышении максимальной возможной нагрузки происходит деформация (усадка), способная полностью разрушить здание.

Плотные породы с минимальным количеством пустот считаются наиболее прочными. Усадка таких грунтов минимальна.

Залегание

При проектировании здания очень важно исследовать толщу грунтов ниже предполагаемой подошвы фундамента. Близко к поверхности залегают непрочные породы, способные воспринимать нагрузку лишь от небольшого здания. Чем глубже залегает порода, тем она старше, плотнее, толще и надежнее.

В зависимости от залегания и типа грунтов будет разрабатываться план установки фундамента в соответствии с правилами:

Не допускается укладка фундамента вблизи границы разных пород;
Желательно установить фундамент выше УГВ, если это невозможно — принимаются меры по гидроизоляции конструкций;
Идеален для установки фундамента горизонтальный слой.

Несущая способность основания будет снижена в местах смены пород, вблизи УГВ, на склонах.

Рис. 1 Пример инженерно-геологического разреза

На чертеже разной штриховкой обозначены породы, указаны высоты устий скважин, начерчена линия УГВ.

Типы грунтов

Существует несколько типов пород, обладающих особыми характеристиками:

Скальные, обладающие большой плотностью и несущей способностью;
Крупнообломочные. Состоят из отдельных крупных частиц;
Песчаные. Непластичные грунты, способные выдерживать большую нагрузку;
Глинистые. Связные грунты, легко впитывают влагу, при промерзании пучинятся.

Скальные

Скальные породы образуются в результате извержения вулканов и последующего застывания магмы в толще земли.

Благодаря этому формируется порода с малой пористостью и жесткими связями между частицами.

Характеризуется большой прочностью, устойчивостью к отрицательным температурам, не впитывает воду, не пучинятся.

При отсутствии трещин в породе не вымывается и очень медленно разрушается с течением времени.

Скальные породы идеальны в качестве основания для любого объекта. Но они очень редко применяются для строительства, ведь встречаются преимущественно на большой глубине или в труднодоступных участках.

Крупнообломочные

Крупнообломочные грунты — это несвязанные породы, представляющие собой толщу камней (обломков скальных пород), большинство из которых крупнее 2 мм. Слежавшиеся валуны и обломки, не подверженные вымыванию — это хорошее основание.

Различают несколько видов крупнообломочных пород:

Гравий. Большая часть обломков имеет размер 2–40 мм. Различают гравий (обломки округлой формы) и дресву (обломки угловатой формы);
Галька (округлые части) и щебень (угловатые части). Не менее 50% массы грунта представлено обломками от 40 до 100 мм;
Валуны. Размер каждого обломка превышает 100 мм.

Песчаные

В ненасыщенном водой состоянии песок сыпучий, но слежавшийся песчаник — это надежное основание, не изменяющее своих свойств при насыщении влагой. Песчаные породы не пучинятся, хорошо пропускают воду, не задерживая ее вблизи конструкций.

Существует несколько видов песчаников:

Пылеватый. Размер фракций 0,005–0,050 мм;
Мелкий. Размер песчинок варьируется от 0,050 до 1,0 мм;
Крупный. Зерна размером до 2 мм.

Самые надежные основания — это слежавшиеся крупнообломочные породы и крупный песок.

Глинистые

Порода, состоящая из очень маленьких связанных частиц размером до 0,005 мм, называется глинистой. Выветренные мельчайшие частички пород чешуйчатой формы образуют массу грунта, способную быстро впитывать воду. В результате этого порода становится пластичной.

Глина с трудом теряет влагу, при наступлении холодов вода внутри нее замерзает, увеличивается в объеме и глина выпучивается. Этот процесс способен всего за одну зиму разрушать фундамент.

Другие

Существует несколько видов грунтов, практически непригодных для строительства:

Плывуны. Мелкие частицы песка с примесью глины, очень подвижны, имеют малую несущую способность;
Суглинки. В составе присутствует 10–30% глинистых частиц;
Супеси. Глина составляет 3–10% от общей массы.

При необходимости обустройства фундамента на вышеперечисленных грунтах необходимо учесть глубину промерзания почвы и УГВ в холодный период. Если уровень воды устанавливается ниже 2 м от глубины промерзания, то установить фундамент допускается близко к поверхности (минимум 0,5м).

Повышение несущей способности

На площадках с недостаточной несущей прочностью основания необходимо провести работы по повышению несущей способности грунта.

Есть два основных метода:

В первом случае для достижения большей плотности в грунт вбивают сваи небольшого размера, сокращая количество пустот в породе.

Во втором случае в толщу земли вводят различные химические добавки, сцепляющие между собой отдельные части грунтов.

Еще один способ улучшить характеристики основания — это устройство песчаной подушки под фундамент. После уплотнения она сможет воспринимать и равномерно передавать нагрузку от здания на залегающие ниже породы. Песок не задерживает влагу, не пучинится и является хорошим основанием для строительства дома.

Еще один способ улучшить характеристики основания — это понижение УГВ.

Таблица средних значений

Средняя несущая способность грунтов — это основной показатель расчетов. После выемки образцов породы из скважин проводится определение их вида для дальнейшей работы.

Классификация грунтов приведена в таблицах СНИП 1–3 ГОСТ 25100.2011. После определения типа грунта в каждом из залегающих слоев необходимо определить предельное сопротивление грунта сжатию.

Рис. 2 Сопротивление сжатию

Определение типа грунтов

Для выполнения расчетов и построения геологического разреза необходимо определить типы грунтов. Сначала проводятся полевые геологические работы, в ходе которых на участке бурят несколько скважин.

В процессе бурения через равнее промежутки геологи изымают из толщи земли образцы породы, укладывают их в специальные контейнеры и подписывают. Весь изъятый материал ведут в лабораторию для дальнейшего исследования.

От полученного результата зависит пластичность:

Длинный (до полуметра) жгут — высокая пластичность, грунт связный, частиц не видно. Это характерно для глинистых пород;
Жгут получается коротким, образуются трещины, он рвется — пластичность средняя, грунт связный, в составе в основном присутствуют глинистые частицы, содержание песка от 10 до 30%. Это характерно для суглинков.
В насыщенном водой состоянии жгут скатать невозможно — грунт несвязанный, состоят из заметных глазу частиц. Характерно для песка.

Рис. 3 Схема состава различных пород

Точно определить тип породы и его характеристики возможно только в лабораторных условиях.

Расчет

Расчет несущей способности — это основная цель геологических изысканий. Выполнять его можно только после определения типа пород внутри скважин и получения чертежей геологических разрезов на территории строительной площадки.

Чертеж поможет определить положение слоев пород в толще земли и даст представление о возможности строительства на площадке.

Несущая способность (R) определяется по формуле согласно алгоритму:

Значение R0 (сопротивление осевому сжатию) определяется с помощью таблицы и напрямую зависит от типа грунта;
Рассчитывается глубина промерзания. Это значение индивидуально для каждого региона. Будет зависеть от типа пород в верхних слоях;
Выбирается оптимальная глубина заложения в толще одного из прочных слоев непучинистого грунта, ниже глубины промерзания;
Выполняется расчет по формулам: R=R0*[1+k1*(b-100)/100]*(d+200)/2*200 — при принятой глубине заложения до 2 м и R=R0*[1+k1*(b-100)/100]+k2*g*(d-200) — когда глубина заложения превышает 2 м.

Данные для расчета:

k1 — коэффициент берется из таблицы в зависимости от вида породы. 0,125 для устойчивых крупнообломочных или песчаных и 0,5 для глин, супеси и суглинков;
k2 — применяется для расчетов несущей способности устойчивых пород (слежавшиеся крупнообломочные или песчаные породы);
g — необходим для нахождения удельного веса грунта от подошвы слоя и до нижней части фундамента или следующего слоя;
b — ширина, опирающейся на основание части фундамента;
d — глубина заложения.

После нахождения фактической несущей способности ее сравнивают с требуемой. Если вторая будет больше первой, то придется менять конструкцию будущего дома (увеличивать площадь опирания фундамента на основание или глубину заложения, менять вид фундамента, выбирать в качестве основания другой, более прочный слой).

Калькулятор для расчета фундаментов

Процесс расчета несущей способности основания — это кропотливый процесс, требующий обширных знаний в области строительства и геологии. На помощь инженерам приходит специальные калькуляторы.

При использовании калькулятора необходимо самостоятельно выбирать тип фундамента, вид почвы и глубину промерзания.

Для правильного определения всех параметров необходимы знания геологии. Доверять анализ основания необходимо специалистам, ведь в строительстве есть множество нюансов, которые не может учесть компьютерная программа.

Для самостоятельного использования отлично подойдут программы для расчета объема ленточного фундамента. Они не учитывают вид почвы и ее несущую способность. Для расчета необходимо ввести все параметры фундамента, и она посчитает объем бетона.

Действующие проектировщики создали простую программу, рассчитывающую базы колонн в зависимости от типа пород основания и веса здания. Она очень специфична и подойдет далеко не каждому, но профессионалам может помочь в расчетах.

Формула Терцаги

Формула Терцаги описывает закономерность уплотнения грунтов и их компрессионное сжатие. Для исследования грунтов редко выбирают метод трехосного сжатия ввиду его сложности, метод одноосного сжатия можно применять лишь к узкому кругу грунтов. Именно поэтому Терцаги рассматривает одноосное сжатие в жесткой таре, где стенки не дают образцу деформироваться.

По мере уплотнения, то есть сокращения объема полостей, давление возрастает. В результате становится понятно, то сумма деформаций образца составляется из пластической и остаточной деформации. (ξ1= ξp+ ξв)

Рис. 4 График нагружения грунта

При выполнении повторного нагружения основанию передаются только упругие деформации.

Расчет полов

Пол на лагах устанавливается в большинстве домов, но при неправильном конструировании подвального помещения (отсутствие продухов, их малый или большой размер) в нем начинает конденсироваться влага.

Вода деформирует или полностью разрушает деревянные лаги и конструкцию пола, способствует разрушению бетона.

Самый простой способ бороться с влагой в подвале — отказаться от цокольного помещения. Пол по грунту обеспечит долговечность конструкции и не даст лишней влаге проникнуть в дом.

Где можно класть пол на грунт

Класть пол допускается не на каждый грунт:

Основание должно быть хорошо уплотнено и выровнено. В противном случае со временем грунт осядет, стяжка пола повиснет в воздухе и со временем начнет разрушаться;
Основанием служат грунты, не подверженные пучению;
Не стоит укладывать пол на подвижные грунты.

Существует 2 вида пола по грунту:

Связанная плита стяжки. Жестко крепится к ленточному фундаменту, опирается на него. Пол не даст усадки, отделка не пострадает при незначительных изменениях грунтов;
Несвязанная. Стяжка не будет покрываться трещинами во время усадки, но при последующей эксплуатации отделка может повредиться из-за взаимного движения стен и пола.

При расчете учитывается временное и постоянное давление на всю поверхность пола. В первом случае нагрузка составит 150 кг/м2 (вес людей и мебели), во втором нагрузка зависит от используемых материалов.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором рассказано о трех категориях грунтов и различиях между ними.

Заключение

Расчет несущей способности грунта — это длительный процесс, включающий в себя множество этапов. Для выполнения работ необходимо специальное оборудование, позволяющее правильно выполнить изъятие образцов из скважин и провести их исследование в лаборатории.

При выборе основания следует учесть множество факторов: типы грунтов, толщина их слоев, УГВ, схема залегания, глубина промерзания. Правильно выполнить анализ основания под фундамент могут только профессиональные геологи.

Несущая способность – это одна из ключевых характеристик почвы, которую стоит выяснить прежде чем приступать к строительству. Она определяет ту массу, которую способна вынести почва в расчете определенной массы на площадь. Вес, который может выдержать грунт на см2 без изменений свойств почвы – это и есть несущая способность.

Вне зависимости от того, строите ли вы самостоятельно, или прибегаете к услугам строительной компании, вам обязательно пригодится знание, как определить несущую способность грунта. Расчет несущей способности грунта обязательно необходим для определения:

Типа и площади фундамента. Это дает представление о том, какой ширины будут ленты в ленточном основании, какое количество свай потребуется в свайно-ростверковом, или остановить свой выбор на монолитной железобетонной плите.
Материалов, из которых будет строиться дом.
Количества этажей вашего дома.
Возможности обустроить цокольный этаж или подвал.

Как самостоятельно определить несущую способность грунта

Несущая способность почвы очень сильно разнится. Она зависит от трех основных показателей:

Плотность. Первый самостоятельный тест почвы, который можно провести без какого-либо специального оборудования, можно провести следующим образом. Просто пройдитесь по нему: если плотность достаточно высокая, на земле останутся слабо заметные следы. В грунте средней плотности останутся следы около 5-и миллиметров глубиной. Если глубина следа больше – такой грунт можно считать рыхлым.
Влажность. Этот показатель определяется насыщенностью почвы водой. Проверить его можно следующим образом: выкопайте яму, или пробурите скважину буровой установкой. Если образовавшаяся полость не насыщается влагой – значит, грунт сухой или маловлажный. Если же через некоторое время вода скапливается – значит, его влагонасыщенность достаточно высока, а грунтовые воды залегают высоко.

Важнейших показатель, который стоит учитывать при планировании типа фундамента – это тип грунта. Их расчетное сопротивление в выражении кг/см2 можно отобразить следующим образом:

Гравелистые и крупные пески. Вне зависимости от влажности сопротивление плотных песков равняется 4,5 кг/см2, средней плотности – 3,5
Пески средней крупности. Влажность не имеет значения. Плотные – 3,5 кг/см2, средней плотности – 2,5.
Мелкие пески. Плотные маловлажные – 3,0 кг/см2, средней плотности – 2,0. Плотные с высокой влажностью, а также насыщенные водой – 2,0 кг/см2, средней плотности – 2,5.
Влажные пески. Плотные с низкой влажностью – 2,5 кг/см2, средней плотности – 2,0. Плотные с сильной влажность. – 2,0. Средней плотности – 1,5 кг/см2. Сильно насыщенные водой, плотные – 1,5 кг/см2, средней плотности – 1.
Твердые глины. Плотные – 6,0 кг/см2, средней плотности – 3,0.
Твердые пластичные глины. Плотные – 3,0 кг/см2, средней плотности – 1,0.
Крупнообломочные грунты. К ним относятся галечные, щебенистые, гравий и т.д. У плотных сопротивление составляет 6,0 кг/см2, средней плотности – 5,0.

Как же выяснить, какой тип грунта находится именно у вас на участке? Очень крупный песок определить достаточно просто. Зерна песка – до 2 мм, со вкраплениями мелких камушков и минералов. Крупнозернистый песок – до 1,5 мм. Песок средней крупности – хорошо различимые невооруженным глазом песчинки от 0,25 до 0,5 мм. Мелкий песок больше всего напоминает содержимое детской песочницы.

Если вы не можете невооруженным глазом различить отдельные песчинки, а сама масса легко рассыпается у вас в руках – значит, вы имеете дело с мелким песком. Размер песчинок – от 0,1 до 0,25 мм. Пылевидный песок по консистенции больше всего напоминает муку. Его также называют плывуном. Особенность плывуна состоит в том, что он очень легко рассыпается, а его массы легко заполняют собой пустое пространство при смещении.

Если спросить, какой грунт обладает наименьшей несущей способностью и меньше других пригоден для возведения основания дома – можно с уверенностью ответить, что это именно плывун. Какой именно вид фундамента подойдет для строительства на плывуне – расскажем далее.

Следующий вид – это супесь. Она представляет собой смесь песка и глины (не более 10%). Если в смоченном состоянии почву удается скатать в шар – значит, это, скорее всего, супесь. Если же почву скатать в шар и раздавить, получив лепешку с ровными краями – значит, это глина. Еще одна ее особенность – при попытке скатать ее в жгут она сохраняет целостность. Лёсс, также – лессовидные грунты, имеют светло-желтый цвет, содержат в составе большую долю пылевидных частиц.

Пористость такой почвы составляет до 50%, у нее очень высокие показатели просадочности, а также размывания водой. Для строительства на таком грунте обязательно потребуется уплотнение почвы методом трамбовки.

Еще один фактор, связанный с грунтом, который обязательно нужно учитывать – это морозное пучение. Так называют реакцию, которая происходит с водой, содержащейся в почве, в зимний период. Под воздействием низких температур она замерзает, начиная распирать грунт, который, в свою очередь, передает дополнительное давление на фундамент. Это связано с тем, что жидкость в состоянии льда занимает гораздо большую часть, чем в жидком.

Если пренебречь этим показателем, последствия могут быть крайне плачевными. Это растрескивание самого фундамента, а также несущих стен дома, как результат – его возможное обрушение. Прежде чем составлять планировку, нужно подробно выяснить степень пучинистости вашего грунта. Все данные об этом можно получить из геологических изысканий и сопоставлений их результатов с такими документами как ГОСТ 25100-2011, 25100-95, СП 22. 13330.2016.

К наименее пучинистым относятся глинистая почва, пески, крупнообломочные, хрящеватые грунты, к сильнопучинистым – мелкие пылеватые пески и другие.

Один из методов борьбы с этим явлением – это закладка фундамента ниже глубины промерзания грунтовых вод. Ее обязательно нужно установить во время геологических изысканий. Второй вариант – предотвратить промерзания грунтовых вод под фундаментом посредством утепления последнего. Третий, наиболее затратный, но также и очень эффективный – это закладывание так называемого плавающего фундамента.

Чтобы выбрать адекватного подрядчика для строительства фундамента, воспользуйтесь удобным поиском по строителям на сайте Building Companion. Вы найдете примеры реализованных проектов и отзывы клиентов по каждому подрядчику и сможете запросить оценку стоимости работ.

Как узнать, достаточна ли площадь вашего фундамента

Если вы узнали тип почвы на вашем участке, а также рассчитали его несущую способность – это первый шаг. Второй – это определить, выдержит ла почва вес конкретно вашего дома. Для этого нужно узнать массу вашего будущего дома согласно проекту. Имеет значение именно сборный вес дома – то есть совокупность масс фундамента, стен, кровли, перегородок и всех несущих конструкций, а также предполагаемой внутренней обстановки дома.

Получившуюся массу нужно разделить на сопротивляемость грунта на м2/см2. Если несущей способности недостаточно, можно пойти на некоторые ухищрения: увеличить площадь ленточного фундамента, или поставить под ленточный фундамент монолитную плиту.

Для выбора подходящего строителя дома по желаемой технологии малоэтажного домостроения воспользуйтесь поиском в каталоге Building Companion. В профиле подрядчиков видны примеры работ и отзывы, можно запросить оценку стоимости их работ.

Какие типы фундамента подходят для различных типов почвы

Основное решение, которое нужно будет принять исходя из типа грунта перед началом строительства – это тип фундамента, который будет использоваться. Здесь не существует универсальных решений: каждый тип основания подходит для определенного типа почвы. Вот базовые рекомендации:

Столбчатые фундаменты (свайные винтовые, бурозабивные, свайно-ростверковые и другие). Если тип грунта на участке – суглинок или глина, ленточное основание лучше разместить на сваях. Суглинки и глина – высокопучинистые типы почвы, поэтому закладывать фундамент нужно ниже глубины промерзания. В этом смысле сваи позволяют достичь необходимой глубины, а несущая способность сваи по грунту будет достаточной, если дом не относится к наиболее тяжелым (бетон, кирпич).
Ленточный фундамент. Если почва не заболочена, грунтовые воды залегают не очень глубоко, а дом планируется строить из легкого материала, то мелкозаглубленный ленточный фундамент прекрасно подойдет. По сравнению с плитным он достаточно недорогой, а при условии подходящей почвы он также довольно надежен.
Монолитная плита (ЖБ или УШП). Это наиболее универсальный тип фундамента. Он подходит как для самых тяжелых строений, так и для практически любых типов грунта, в том числе глинистого. Низкая несущая способность наблюдается у таких типов почвы как торфяные, насыпные грунты, а также неравномерные (к примеру, когда на месте будущей застройки ранее была свалка, и теперь в ней множество мелких частей металла, пластика и других веществ).

Один из главных советов, которые можно дать по поводу выбора подходящего фундамента – обратите внимание на соседские застройки. Поговорить с владельцами домов, выясните, какое основание для своего дома выбрали они, какова масса здания, из чего оно построено, нет ли на стенах трещин, и, конечно же – как давно стоит дом.

В противном случае при любом сомнительном результате строители будут перекладывать вину на компанию, закладывавшую фундамент, она – на проектировщика, а тот, в свою очередь, на компанию, проводившую геологические изыскания.

Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве. Всё это и многое другое на странице.

Ответ на этот вопрос будет интересен широкому кругу читателей, и имеет смысл подготовить детальную информацию, объясняющую все нюансы определения несущей способности грунта.

Из данной статьи вы узнаете, какие факторы влияют на несущие характеристики почвы, как определить тип грунта и рассчитать свойственную ему несущую способность согласно требованиям действующих строительных норм и правил.

Что влияет на несущую способность грунта

Несущие свойства грунта - это один из главных исходных параметров, который необходимо знать при проектировании фундаментов любого типа. Именно от них зависит, сможет ли конкретный участок почвы выдерживать передаваемую на него фундаментом нагрузку, исходящую от массы здания.

Рис. 1.1: Схема работы сваи в плотном слое почвы

Исходя из несущей способности определяется требуемая площадь опирания железобетонной сваи на грунт - чем ниже данная характеристика, тем большего сечения нужно использовать ЖБ сваи.

На величину несущей способности почвы оказывают влияние три основных фактора:

Тип почвы;
Плотность грунта;
Уровень залегания грунтовых вод.

На практике наибольшая взаимосвязь наблюдается между несущими характеристиками и влажностью грунта, которая непосредственно связана с уровнем грунтовых вод. Конкретный грунт, в сухом состоянии и при пропитке влагой, может изменять свои несущие свойства в двукратных пределах.

Совет эксперта! Данная взаимосвязь не свойственна песчаным грунтам крупных и средних фракций, на них увлажнение не оказывает никакого влияния.

Любой грунт, кроме скальных пород, по своей структуре напоминает губку - он состоит из отдельных частиц и пор между ними, пространство которых заполнено влагой либо воздухом. При сильных внешних нагрузках происходит уменьшение объема грунта из-за его механического уплотнения, что приводит к усадкам почвы и, как следствие, деформации стоящих на ней фундаментов.

Рис. 1.2: Внешний вид разных видов грунта

Чем больше изначальная плотность почвы, тем лучшими несущими характеристиками она обладает. Плотные грунты не подвергаются усадкам, при правильном проектировании фундамента они способны выдерживать даже тяжелые многоэтажные здания.

Совет эксперта! Плотность любого грунта растет по мере увеличения глубины его залегания (из-за давления вышерасположенных слоев почвы), строить свайные фундаменты можно даже на территориях с проблемным грунтом с низкими несущими характеристиками, при условии, что подошва сваи будет опираться на глубинный слой почвы, обладающий достаточной плотностью.

Важно! Любые работы с фундаментом должны начинаться с испытания грунтов, подробнее: Испытания грунтов

Как определить тип грунта

Все грунты делятся на две основные группы:

Скальная почва - грунты, обладающие жесткой структурой, они слабо подвержены размытию грунтовыми водами, не промерзают и не склонны к пучениям. Несущие характеристики таких грунтов максимальны, но в Московской области они практически не встречаются;
Нескальная почва - грунты без жестких структурных связей, сюда относится большая часть знакомых всем осадочных пород - глинистый, песчаный, суглинистый грунт, супесь.

Рис. 1.3: Пробные заборы грунта из разных шурфов (пробных скважин)

В свою очередь нескальная почва делится на следующие типы грунтов:

Крупнообломочный грунт - в такой почве содержится большое количество крупных вкраплений горных пород - щебня, гравия либо гальки. Это один из лучших вариантов для строительства фундаментов, однако погружения свай в такие грунты сопровождается дополнительными сложностями;
Песчаники - содержат фракции песка размером от 0.1 до 2 миллиметров, пластичность практически отсутствует. Несущая способность песчаных грунтов непосредственно зависит от размера песчинок, чем они больше, тем лучше почва подходит для строительства фундаментов;
Глинистые - основной вид связного грунта. Главный недостаток глинистой почвы - склонность к впитыванию влаги: при высоком уровне грунтовых вод поры между частицами глины наполняются влагой, грунт при замерзании изменяется в объеме и оказывает на фундамент сильные выталкивающие воздействия;
Плывуны - вязкая почва, состоящая из мелких частиц песка и глины. Данный грунт не используется в качестве основания под фундаменты, поскольку ему свойственны сильные горизонтальные сдвиги и отсутствие постоянной структуры;
Пылевато-глинистые - почва, на которой достаточной несущей способностью обладают только свайные фундаменты глубокого заложения, опирающиеся на нижерасположенные пласты почвы, поскольку верхние слои грунта дают сильную усадку.

Совет эксперта! Определение типа грунта на строительном участке должно выполняться в результате геодезических исследований, в процессе которых берется забор проб почвы, характеристики которой анализируются в строительной лаборатории с помощью специального оборудования.

Рис. 1.4: Схема распространения разных видов грунтов на территории России

При отсутствии возможности провести геодезию грунтов можно попытаться сделать это самостоятельно, однако за расчеты фундамента на основе данных о грунте, полученных кустарным способом, не возьмется ни одна серьезная проектировочная организация.

Для этого вам потребуется на строительном участке с помощью обычного садового бура сделать скважину глубиной в два метра. По внешнему виду породы, извлекаемой на поверхность в процессе бурения, определите тип грунта:

Глинистый - влажная глина пластична, из нее можно слепить шарик, который при сжатии формирует комок не покрывающийся трещинами; сухая глина твердая, ее куски достаточно сложно разбить даже лопатой. Цвет - от желтоватого до коричневого;
Суглинистая почва - низкопластичный грунт даже в влажном состоянии, при сдавливании из шарика получается лепешка с трещинами по краям. В составе содержит до 30% глины;
Супеси - непластичный грунт, в сухом состоянии крошится и рассыпается, включает до 10% глины;
Песчаная почва: пылеватая - визуально схожа с мукой либо пылью; мелкий песок - отдельные песчинки практически не различаются визуально; средний песок - размер фракций аналогичен зернам проса (до 2.5 мм); крупный - размер песчинок аналогичен размерам гречневой крупы (до 5 мм);
Гравелистый грунт - содержит каменные вкрапления размером с небольшой грецкий орех;
Щебенистая почва - свыше 50% массы такой почвы представлено щебенкой размером аналогичной большому ореху.

Важно! Информация о глубине промерзании почвы в Вашем регионе и о том, как её определить: Глубина промерзания почвы

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.

Несущая способность грунта таблица

Предлагаем вашему вниманию таблицу, в которой приведены несущие характеристики основных видов грунтов:

Рис. 1.7: Несущая способность грунта в Кгс/см2

Рис. 1.8: Несущая способность грунта в Н/см2

Риски ошибок в исследования несущей способности грунта

Совет эксперта! Правильно рассчитать и спроектировать свайный фундамент можно только с учетом несущих характеристик почвы, определить которые самостоятельно, пренебрегая геодезическими исследованиями, невозможно.

Проектирование свайного фундамента на основе несоответствующих реальности показателей несущей способности почвы чревато следующими последствиями:

Неправильный подбор сечения свай, которые после установки будут просто оседать в грунт;
Погружение опор в неплотный слой почвы, что приведет к усадкам фундамента и основания в целом;
Недостаточное заглубление свай и, как следствие, чрезмерная подверженность фундамента выталкивающим силам пучения, приводящим к деформации и растрескиванию стен здания.

Рис. 1.9: Возможный результат неправильно определения несущей способности грунта

Наши услуги

Компания "Богатырь" обладает опытным персоналом и современным исследовательским и строительным оборудованием. Мы гарантируем качественное выполнение всего спектра свайных работ - от геодезического исследования строительного участка до поставки и забивки свай.

Основные акценты в деятельности компании "Богатырь" стоят на качестве, оперативности и приемлемой ценовой политике. Мы никогда не затягиваем реализацию проекта и сдаем все работы точно в срок. При этом мы предлагаем своим клиентам цены на услуги, с которыми не способна конкурировать ни одна московская строительная компания. Для заказа забивки свай, лидерного бурения или погружения шпунтов, оставьте заявочку.

Читайте также: