Главное меню

Фундаменты на пучинистых грунтах


Какой фундамент на пучинистых грунтах лучше строить? |

Фундамент на пучинистых грунтах

Благодаря современным технологиям, которые применяются в возведении свайного фундамента, постройка зданий, учитывая при этом всем прочностные характеристики, выполняется в разы быстрее. Впрочем, вопрос о том, какой выбрать фундамент на пучинистых грунтах, все еще остается актуальным. Каждый отдельный вариант отличается, как преимуществами, так и своими недостатками. Впрочем, именно винтовые и железобетонные конструкции демонстрируют невероятную прочность и легко выдерживают оказываемые на них нагрузки.

Какой грунт относят к категории пучинистых? Пористые и содержащие много влаги. Весь процесс пучения начинается с того, что вода в почве замерзает. Вспоминаем школьную физику. Лед менее плотный, чем вода. Оттого занимает больший объем. Поэтому, чем больше влаги в почве, тем сильнее ее пучит. Представителями таких грунтов являются глина, суглинок, супесь. В них много пор. Вода через эти поры не просачивается, а задерживается. Один из объектов, где мы возводили фундамент на глине:

Компания Эндбери предполагает собственное производство металлических и железобетонных свай, поэтому о качестве составных материалов можно не волноваться. Пристальный контроль каждого отдельного этапа производства, а также использования лучших материалов, гарантирует исключительно лучший результат.

Особенности строительства на пучинистых грунтах

Пучинистые грунты – это почвенные массы, которые подвержены разрушением под воздействием низких температур. Разумеется, что это не может не оказывать разрушающее воздействие на будущие строения. Как правило, процессу разрушения в связи с низкими температурами подвержены рыхлые почвенные массы, в которых очень хорошо задерживается влага.

Перед началом строительства, необходимо исследователь почву и определить ее тип. Выделяют 5 типов почвы:

Расчет интенсивности пучения

Проектирование фундаментов на пучинистых грунтах начинается с подсчета интенсивности пучения почвенных масс на участке. Необходимые меры требуются для того, чтобы определить необходимую устойчивость основания, а также нейтрализовать разрушающее воздействие процесса пучения на основание и будущее строение.

Расчет осуществляется по следующей формуле – E = (H – h)/ h:

Необходимые расчеты следует провести два раза – летом и зимой.

Выбор фундамента с учетом пучения грунта

Для строительства на пучинистых территориях рассматривают следующие виды оснований:

Винтовые и забивные сваи: какие лучше?

Основное преимущество свайных фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить здания даже на той местности, где, казалось бы, сделать это просто невозможно. Конечно, незаглубенный ленточный фундамент на пучинистых грунтах или монолитный тип фундамента все еще востребован в строительстве, но ошибочно полагать, что здания на сваях менее устойчивы. К тому же, обустройство дома и даже огромного промышленного объекта, с использованием таких конструкций обойдется в разы дешевле. Плюс ко всему, выполнить все необходимые работы можно всего за один день.

Преимущества винтовых свай

Винтовые стержни выполнены в виде труб, которые производятся из стали. Имеют очень острый конус с лопастями, благодаря чему они могут легко ввинчиваться практически в любую почву. Исключением является только горная порода. Лопасти позволяют ускорить процесс сверления, а также способствуют уплотнению почвенных масс. Отличительная черта такого варианта – надежная фиксация элемента без дополнительных вмешательств. Возможно это благодаря тому, что в момент ввинчивания, никаких пустот вокруг установленных элементов не образовывается. Если доверить такую работу профессионалам, винтовые элементы продемонстрируют невероятную прочность.

К основным достоинствам винтовых свай можно отнести следующее:

Преимущество забивных железобетонных свай

Железобетонные элементы способны создать очень прочную и надежную опору, которая защитит будущее строение от любых неприятностей. Устанавливаются железобетонные конструкции с помощью специальной техники, за счет чего они входят в почву без каких-либо трудностей. Отличительная особенность данного варианта заключается в том, что во время установки таких свай, поверхностный слой почвы не разрушается. Это значит, что тратить время и средства на вывоз строительного мусора не понадобится. Интересно, что одна такая свая способна выдержать колоссальные нагрузки – до 10 тонн веса. Благодаря этому, сомневаться в их прочности и выносливости не приходится.

К основным достоинствам таких свай можно отнести следующее:

Как снизить пучение грунта?

Когда строительство осуществляется на пучинистых грунтах, стоит рассматривать такой фундамент, для которого такой разрушающий процесс не будет представлять опасности. Впрочем, можно воспользоваться и альтернативным вариантом, а именно провести ряд особых мероприятий, которые будут направлены на снижение вспучивание грунта. К таким действиям можно отнести следующее:

Как видим, мероприятия по предотвращению пучинистости грунта требуют дополнительных затрат, что в свою очередь и растянет период строительства. Именно поэтому, лучше всего воспользоваться таким фундаментом, для которого процессы промерзания грунта не будут играть никакой роли.

Компания «Эндбери» занимается производством и установкой надежных свай, которые идеально подойдут для каждого отдельного объекта. Клиентам предлагается лучшее качество изделий, а также их установка с учетом всех требований в самые сжатые сроки.

Заключение

Сегодня винтовые и железобетонные сваи считаются более надежным вариантом для создания прочного основания под будущее здание. Впрочем, выбирая из этих двух вариантов, большинство специалистов отдают свое предпочтение именно второму. Несмотря на то, что железобетонные сваи сопровождаются дополнительными расходами, в итоге они способы обеспечить большую несущую способность. С их помощью можно возводить не только небольшие строения, но и многоэтажные здания, которые оказывают на почву очень большую нагрузку. Именно по этой причине ж/б сваи применяются и для возведения больших промышленных объектов.

Фундаменты на пучинистых грунтах - какой лучше?

Пучинистый грунт – это почвенный массив, который в зимний период года расширяется и оказывает сильное давление на стенки фундамента. Оно приводит к разрушению конструкции, ее «выталкиванию» из котлована.

Воздействие давления при пучении на фундамент

Существуют виды конструкций для возведения в таких условиях и перечень правил для работы: от правильной глубины заложения фундамента до армирования.

Расчет интенсивности пучения на участке

Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = (H— h) / h, в которой:

Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.

Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.

к оглавлению ↑

Что такое пучинистый грунт и чем он опасен? (видео)

к оглавлению ↑

Как снять воздействие пучения на грунт?

Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:

  1. Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
  2. Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
  3. Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
  4. Водоотвод.

Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.

Читайте также: обустройство песчаной подушки для строительства фундаментов на пучинистых грунтах.

Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.

Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.

Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.

Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.

Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.

Читайте также: особенности и нюансы прокладки канализации под фундаментом.

к оглавлению ↑

Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах

Эффективным способом сделать крепкое основание для дома или сарая является мелкозаглубленный (малого заложения) ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Это бетонная лента с элементами армирования, обустроенная по всему периметру здания и в местах пролегания несущих стен. Чтобы выстроить незаглубленный фундамент своими руками, необходимо следовать таким этапам:

  1. Вырыть котлован/траншею, глубиною 50-70 см. Расчет ширины делается, исходя из ширины самого основания в сумме с опалубкой, утеплителем или гидроизоляцией, а также декором.
  2. Заложить откосы открытой траншеи гидроизоляций. С этой целью применяется толь, пленка.
  3. Засыпать выемку слоями утрамбованного песка по 20-30 см каждый. Для утрамбовки материал периодически смачивается водой.
  4. Поставить опалубку из любого доступного материала (доска, ламинированная фанера).
  5. Выстелить на песок гидро защитный барьер.
  6. Сделать армирующий пояс с диаметром прутьев 12 мм.
  7. Залить незаглубленный фундамент бетонным раствором.
  8. Заложить второй слой армирующего пояса в незаглубленный фундамент по жидкому раствору (особенность, которую требует только мелкозаглубленный тип основания)

Для соединения арматуры сварка не применяется. Чтобы незаглубленный фундамент был жестче, используется проволока длиной 20 см.

к оглавлению ↑

Столбчатый фундамент на пучинистых грунтах

Конструкция может применяться для заложения дома или сарая на пучинистых грунтах, уровень промерзания которых не превышает полтора метра. За свою основу столбчатый фундамент взял готовые сваи. Их высота достигает 3-4 м.

Ленточный фундамент с дренажом на пучинистом грунте

Если в планах возвести небольшое здание, то эффективны такие виды сваи, как забивные из дерева или железобетона, а также винтовые. Дерево – это менее долговечный материал для фундаментных целей.

Столбчатый фундамент закладывается ниже уровня промерзания почвы, поэтому сохраняется лишь боковое давление пучения. По сравнению с заглубленными ленточными конструкциями, оно незначительно, так как площадь сваи меньше.

Среди всех типов столбов для основания – винтовые сваи для фундаментов самые удобные. Чтобы сделать столбчатый фундамент с их помощью, не нужно бурить скважины. Всю работы сделают винтовые лопасти.

Читайте также: как построить столбчатый фундамент из труб?

Свайной конструкции доступны все водянистые типы грунтов: заболоченные, сырые участки. Для придания постройке жесткости, столбы связываются опорно-анкерными площадками. Для этого столбы ввинчиваются в грунт.

На их поверхности нужно сделать опалубку, выложить арматурный каркас, сшитый металлической проволокой и залить бетонной смесью. Расчет уровня расположения бетонной ленты равен поверхности почвы или чуть ниже.

к оглавлению ↑

Технология ТИСЭ – новый способ противодействия пучению

Для заложения фундамента своими руками наиболее доступной конструкцией является ТИСЭ. Она представляет собой опорно-столбчатый фундамент, сваи которого соединены ростверком. Тисэ может использоваться для кирпичного, каркасного или каменного строительства.

Среди преимуществ заложения свай ТИСЭ своими руками: экономичность (сравнивая мелкозаглубленный ленточный фундамент и ТИСЭ, разница составляет в 4 раза в пользу второго), возможность обойтись без спецтехники и электричества, возможность удобной прокладки коммуникаций.

Устойчивость к пучению конструкции ТИСЭ обеспечивает наличие пространства между ростверком и почвой. С его помощью можно минимизировать уклон участка, например, использовать его ступенчатую конструкцию, если уклон стройплощадки больше 10˚.

Фундамент ТИСЭ на пучинистом грунте

Фундамент ТИСЭ обязательно армируется по периметру ленты. Расчет количества прутьев делается так, чтобы их общий диаметр составлял 8 см. С помощью арматуры нужно сделать два пояса: сверху и снизу.

Опалубка для ТИСЭ конструкции делается так:

  1. Покрыть столбы гидроизоляцией.
  2. Заложить в грунт деревянные колья, таким образом, чтобы их верхняя точка совпала с нулевым уровнем.
  3. Просыпать всю ширину ростверка и заподлицо песком.
  4. Прибить к кольям доски с выравниваем по нулевому уровню.
  5. Обезопасить опалубку ТИСЭ гидроизоляцией.

к оглавлению ↑

Плитный фундамент в условиях пучения

Существуют и другие способы сделать устройство фундамента на пучинистых грунтах. Кроме ТИСЭ, мелкозаглубленного и столбчатого основания, применяют плитный фундамент. Это монолитная железобетонная плита, которая противостоит пучению за счет большой площади подошвы.

Она эффективна при простой конструкции здания, когда фундамент представляет собой квадрат или прямоугольник. Расчет материалов показывает, что это самый дорогой, но не менее надежный вид сооружения. Изготавливается из бетона или железобетона.

Монолитный фундамент требует обустройства низкого цоколя. Расчет ширины монолитной плиты делается в зависимости от того, какой материал применяется для возведения стен.

Средний показатель отвечает параметрам от 15 до 35 см. 15 см подойдет, например, для деревянных конструкций, а 20 см – для кирпичных. Чтобы проложить инженерные коммуникации в плите, в ней заранее делаются отверстия соответствующего диаметра.

Какой тип фундамента выбрать — незаглубленный, столбчатый, плитный или ТИСЭ — зависит от возможности применить технику, размера дома, его конфигурации и материальных возможностей застройщика.

Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах, от 01 января 1972 года



"Рекомендации по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах" составлены по результатам научных исследований и обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах.

В Рекомендациях изложены инженерно-мелиоративные, строительно-конструктивные и термохимические мероприятия по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов на фундаменты зданий и сооружений, а также даны основные требования к производству строительных работ по нулевому циклу.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, которые осуществляют проектирование и строительство фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах.

ПРЕДИСЛОВИЕ


Действие сил морозного пучения грунтов ежегодно наносит народному хозяйству большой материальный ущерб, заключающийся в снижении сроков службы зданий и сооружений, в ухудшении условий эксплуатации и в больших денежных затратах на ежегодный ремонт поврежденных зданий и сооружений, на исправление деформированных конструкций.

В целях снижения деформаций фундаментов и сил морозного выпучивания Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта строительства разработаны новые и усовершенствованы уже существующие в настоящее время мероприятия против деформации грунтов при их промерзании и оттаивании.

Обеспечение проектных условий прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений на пучинистых грунтах достигается применением в практике строительства инженерно-мелиоративных, строительно-конструктивных и термохимических мероприятий.

Инженерно-мелиоративные мероприятия являются коренными, поскольку они направлены на осушение грунтов в зоне нормативной глубины промерзания и на снижение степени увлажнения слоя грунта на глубине 2-3 м ниже глубины сезонного промерзания.

Строительно-конструктивные мероприятия против сил морозного выпучивания фундаментов направлены на приспособление конструкций фундаментов и частично надфундаментного строения к действующим силам морозного пучения грунтов и к их деформациям при промерзании и оттаивании (например, выбор типа фундаментов, глубины их заложения в грунт, жесткости конструкций, нагрузок на фундаменты, анкеровки их в грунтах ниже глубины промерзания и многие другие конструктивные приспособления).

Часть предлагаемых конструктивных мероприятий приведена в самых общих формулировках без надлежащей конкретизации, как, например, толщина слоя песчано-гравийной или щебеночной подушки под фундаментами при замене пучинистого грунта непучинистым, толщина слоя теплоизолирующих покрытий во время строительства и на период эксплуатации и др.; более детально даются рекомендации по размерам засыпки пазух непучинистым грунтом и по размерам теплоизоляционных подушек в зависимости от глубины промерзания грунтов по опыту строительства.

В помощь проектировщикам и строителям приводятся примеры расчетов конструктивных мероприятий и, кроме того, даны предложения по заанкериванию сборных фундаментов (монолитное соединение стойки с анкерной плитой, соединение на сварке и на болтах, а также замоноличивание сборных железобетонных ленточных фундаментов).

Рекомендуемые для строительства примеры расчетов по конструктивным мероприятиям составлены впервые, а поэтому они не могут претендовать на исчерпывающее и эффективное решение всех затронутых вопросов по борьбе с вредным влиянием морозного пучения грунтов.

Термохимические мероприятия предусматривают, главным образом, снижение сил морозного выпучивания и величин деформации фундаментов при промерзании грунтов. Это достигается применением рекомендуемых теплоизоляционных покрытий поверхности грунта вокруг фундаментов, теплоносителей для обогрева грунтов и химических реагентов, понижающих температуру смерзания грунта и сил сцепления мерзлого грунта с плоскостями фундаментов.

При назначении противопучинных мероприятий рекомендуется руководствоваться в первую очередь значимостью зданий и сооружений, особенностями технологических процессов, гидрогеологическими условиями стройплощадки и климатическими характеристиками данного района. При проектировании предпочтение должно отдаваться таким мероприятиям, которые исключают возможность деформации зданий и сооружений силами морозного выпучивания как в период строительства, так и за весь срок эксплуатации. Рекомендации составлены доктором технических наук М.Ф.Киселевым.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации содержат данные по проектированию и строительству фундаментов зданий, промышленных сооружений и различного специального и технологического оборудования на пучинистых грунтах.

1.2. Рекомендации разработаны в соответствии с основными положениями глав СНиП II-Б.1-62 "Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования", СНиП II-Б.6-66 "Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования", СНиП II-А.10-62 "Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования" и СН 353-66 "Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне" и могут быть использованы для инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняемых в соответствии с общими требованиями по исследованию грунтов для строительных целей. Материалы инженерно-геологических изысканий должны удовлетворять требованиям п.1.6 настоящих Рекомендаций.

Примечание. Рекомендации не распространяются на площадки, где сезонное промерзание грунта сливается с вечномерзлым грунтом.

1.3. Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличиваться в объеме. Изменение объема грунта обнаруживается в поднятии при промерзании и опускании при оттаивании дневной поверхности грунта, в результате чего наносятся повреждения основаниям и фундаментам зданий и сооружений.

К пучинистым грунтам относятся пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30% по весу, промерзающие в условиях увлажнения. К непучинистым (неморозоопасным) грунтам относятся скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром менее 0,1 мм, менее 30% по весу, пески гравелистые, крупные и средней крупности.

1.4. В зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов и уровня стояния грунтовых вод грунты, склонные к деформациям при промерзании, по степени морозного пучения по табл.1 подразделяются на: сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и условнонепучинистые.

Таблица 1


Подразделение грунтов по степени морозной пучинистости

Степень пучинистости грунтов при консистенции

Положение уровня грунтовых вод в м для грунтов

песков мелких

песков пылеватых

супесей

суглинков

глин

I. Сильнопучинистые при 0,5

-

-

0,5

1

1,5

II. Среднепучинистые при 0,250,5

-

0,6

0,51

11,5

1,52

III. Слабопучинистые при 00,25

0,5

0,61

11,5

1,52

23

IV. Условнонепучинистые при 0

1

1

1,5

2

3


Примечания: 1. Наименование грунта по степени пучинистости принимается при удовлетворении одного из двух показателей или .

2. Консистенция глинистых грунтов определяется по влажности грунта в слое сезонного промерзания как средневзвешенное значение. Влажность грунта первого слоя на глубину от 0 до 0,5 м в расчет не принимается.

3. Величина , превышающая расчетную глубину промерзания грунта в м, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод и расчетной глубиной промерзания грунта, определяется по формуле:

,


где - расстояние от планировочной отметки до залегания уровня грунтовых вод в м;

- расчетная глубина промерзания грунта в м по главе СНиП II-Б.1-62.

1.5. Приведенные в табл.1 подразделения грунтов по степени пучинистости на основании показателя консистенции следует учитывать также возможные изменения влажности грунта в слое сезонного промерзания как в период строительства, так и за весь период эксплуатации зданий и сооружений.

1.6. Основанием для определения степени пучинистости грунтов должны служить материалы гидрогеологических и грунтовых исследований (состав грунта, его влажность и уровень грунтовых вод, которые могут охарактеризовать участок застройки на глубину не менее удвоенной нормативной глубины промерзания грунта, считая от планировочной отметки).

1.7. Основания и фундаменты зданий и сооружений на пучинистых грунтах, подверженных деформациям при промерзании и оттаивании, должны проектироваться с учетом:

а) степени пучинистости грунтов;

б) рельефа местности, времени и количества выпадающих атмосферных осадков, гидрогеологического режима, условий увлажнения грунтов и глубины сезонного промерзания;

в) экспозиции строительной площадки по отношению освещаемости солнцем;

г) назначения, срока службы, значимости сооружений и условий их эксплуатации;

д) технической и экономической целесообразности конструкций фундаментов, трудоемкости и сроков возведения и экономии строительных материалов;

е) возможности изменения гидрогеологического режима грунтов, условий их увлажнения в период строительства и за весь срок эксплуатации здания или сооружения.

1.8. Объем и виды гидрогеологических и грунтовых исследований предусматриваются в зависимости от инженерно-геологических условий и стадии проектирования общей программой изысканий, составляемой проектно-изыскательской организацией и согласовываемой с заказчиком.

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

2.1. При выборе грунтов в качестве оснований на строительной площадке следует отдавать предпочтение непучинистым грунтам (скальным, щебенистым, галечниковым, дресвяным, гравийным, пескам гравелистым, пескам крупным и средней крупности, а также глинистым грунтам, залегающим на возвышенных участках местности с обеспечением поверхностного стока и с уровнем стояния грунтовых вод ниже планировочной отметки на 4-5 м).

2.2. При проектировании фундаментов под каменные здания и сооружения на сильно- и среднепучинистых грунтах надлежит принимать столбчатые или свайные фундаменты, заанкеренные по расчету на силу выпучивания и на разрыв в наиболее опасном сечении, или же предусматривать замену пучинистых грунтов непучинистыми на глубину сезонного промерзания. Возможно также устройство подсыпки (подушки) из гравия, песка, горелых пород и других дренирующих материалов под всем зданием или сооружением слоем на расчетную глубину промерзания без удаления пучинистых грунтов или только под фундаментами при надлежащем технико-экономическом обосновании расчетом.

2.3. Основные мероприятия, направленные против деформаций конструктивных элементов зданий и сооружений при промерзании и пучении грунтов, должны быть предусмотрены при проектировании оснований и фундаментов.

В тех случаях, когда проектом мероприятия против пучения не предусмотрены, а гидрогеологические условия грунтов строительной площадки в период выполнения работ по нулевому циклу изменились с ухудшением свойств грунтов оснований, то авторский надзор должен возбудить вопрос перед проектной организацией о назначении мероприятий против пучения (осушение грунтов, уплотнение с втрамбовыванием щебня и др.).

2.4. Прочность, устойчивость и эксплуатационная пригодность зданий и сооружений на пучинистых грунтах должны обеспечиваться инженерно-мелиоративными, строительно-конструктивными и термохимическими мероприятиями.

3. ИНЖЕНЕРНО-МЕЛИОРАТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

3.1. Инженерно-мелиоративные мероприятия направлены на осушение грунтов в слое сезонного промерзания и снижение влажности грунтов в основании фундаментов в осенне-зимний период до их промерзания.

Примечание. При проектировании и осуществлении мелиоративных работ необходимо учитывать характер растительного покрова и требования к его сохранению.

3.2. При проектировании фундаментов на пучинистых грунтах надлежит предусмотреть надежный отвод подземных, атмосферных и производственных вод с площадки путем своевременной вертикальной планировки застраиваемой территории, устройства ливневой канализационной сети, водоотводных каналов и лотков, дренажа и других гидромелиоративных сооружений сразу же после окончания работ по нулевому циклу, не дожидаясь полного окончания строительных работ.

При составлении проектов и выполнении в натуре работ по вертикальной планировке площадок, сложенных пучинистыми грунтами, следует по возможности не изменять естественных водостоков.

3.3. При планировочных работах следует стремиться к минимальному нарушению природного дерново-почвенного покрова, а на срезках, где позволяют условия, поверхность грунта покрывать почвенным слоем толщиной 10-12 см с последующим посевом многолетних дернообразующих трав.

3.4. Насыпной глинистый грунт при планировке местности в пределах застройки должен быть послойно уплотнен механизмами до объемного веса скелета не менее 1,6 т/м и пористости не более 40% (для глинистого грунта без дренирующих прослоек). Поверхность насыпного грунта так же, как и поверхность на срезке, должна покрываться почвенным слоем и задерняться.

3.5. Уклон при твердых покрытиях (отмостки, площадки, подъезды) должен быть не менее 3%, а для задерненной поверхности - не менее 5%.

3.6. Для снижения неравномерного увлажнения пучинистых грунтов вокруг фундаментов при проектировании и строительстве рекомендуется: земляные работы производить с минимальным объемом нарушения грунтов природного сложения при рытье котлованов под фундаменты и траншей подземных инженерных коммуникаций; тщательно послойно уплотнять грунты при обратной засыпке пазух фундаментов и траншей ручными и пневмо- или электротрамбовками; обязательно устраивать водонепроницаемые отмостки шириной не менее 1 м вокруг здания с глиняными гидроизолирующими слоями в основании или покрывать почвенным слоем толщиной 10-12 см и задернять многолетними травами.

3.7. На строительных площадках, сложенных глинистыми грунтами и имеющих уклон местности более 2‰, при проектировании следует избегать устройства резервуаров для воды, прудов и других источников увлажнения, а также расположения вводов в здание трубопроводов канализации и водоснабжения с нагорной стороны здания или сооружения.

3.8. Строительные площадки, расположенные на склонах, должны быть ограждены от стекающих со склонов поверхностных вод постоянной нагорной канавкой с уклоном не менее 5‰ до начала земляных работ по рытью котлованов.

3.9. Нельзя допускать при строительстве скопления воды от повреждения временного водопровода. При обнаружении на поверхности грунта стоячей воды или при увлажнении грунта от повреждения трубопровода необходимо принять срочные меры по ликвидации причин скопления воды или увлажнения грунта вблизи расположения фундаментов.

3.10. При засыпке коммуникационных траншей с нагорной стороны от здания или сооружения необходимо устраивать перемычки из мятой глины или суглинка с тщательным уплотнением для предотвращения попадания (по траншеям) воды к зданиям и сооружениям и увлажнения грунтов вблизи фундаментов.

3.11. Устройство прудов и водоемов, которые могут изменить гидрогеологические условия стройплощадки и повысить водонасыщение пучинистых грунтов застраиваемой территории, не допускается. Необходимо учитывать проектируемое изменение уровня воды в реках, озерах и прудах в соответствии с перспективным генеральным планом.

3.12. Следует избегать расположения зданий и сооружений ближе 20 м к действующим колонкам для заправки тепловозов, обмывки автомашин, снабжения населения и для других целей, а также не проектировать колонок на пучинистых грунтах ближе 20 м к существующим зданиям и сооружениям. Площадки вокруг колонок должны быть спланированы с обеспечением отвода воды.

4. СТРОИТЕЛЬНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПРОТИВ ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ И ПУЧЕНИИ ГРУНТОВ

4.1. Фундаменты зданий и сооружений, возводимые на пучинистых грунтах, могут быть запроектированы из любых строительных материалов, которые обеспечивают эксплуатационную пригодность зданий и сооружений и удовлетворяют требованиям прочности и долголетней сохранности. При этом необходимо считаться с возможными вертикальными знакопеременными напряжениями от морозного пучения грунтов (поднятие грунтов при промерзании и осадка их при оттаивании).

4.2. При размещении зданий и сооружений на строительной площадке необходимо по возможности учитывать степень пучинистости грунтов с тем расчетом, чтобы не могли оказаться под фундаментами одного здания грунты с различной степенью пучинистости. При неизбежности строительства здания на грунтах с различной степенью пучинистости следует предусматривать конструктивные мероприятия против действия сил морозного пучения, например, при ленточных сборных железобетонных фундаментах устраивать по фундаментным подушкам монолитный железобетонный пояс и др.

4.3. При проектировании зданий и сооружений с ленточными фундаментами на сильнопучинистых грунтах в уровне верха фундаментов надлежит предусматривать для 1-2-этажных каменных зданий по периметру наружных и внутренних капитальных стен конструктивные железобетонные пояса шириной не менее 0,8 толщины стены, высотой 0,15 м и над проемами последнего этажа - армированные пояса.

Примечание. Железобетонные пояса должны иметь марку бетона не менее 150, арматуру с минимальным сечением, 3* диаметром 10 мм; с усиленным стыкованием стержней по длине.
_______________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

4.4. При проектировании свайных фундаментов с ростверком на сильно- и среднепучинистых грунтах необходимо учитывать действие нормальных сил морозного пучения грунтов на подошву ростверка. Сборные железобетонные подстеновые рандбалки должны быть монолитно связаны между собой и уложены с зазором не менее 15 см между рандбалкой и грунтом.

4.5. Глубина заложения фундаментов каменных гражданских зданий и промышленных сооружений на пучинистых грунтах принимается не менее расчетной глубины промерзания грунтов согласно табл.6 главы СНиП II-Б.1-62. В тех случаях, когда влажность грунтов не повышается в период строительства и эксплуатации зданий на слабопучинистых грунтах (полутвердой и тугопластичной консистенции), глубина заложения фундаментов должна приниматься при нормативной глубине промерзания:

до 1 м - не менее 0,5 м от планировочной отметки

до

1,5

"

"

"

0,75

"

"

"

"

от

1,5

до

2,5 м

"

1

"

"

"

"

"

2,5

"

3,5

"

1,5

"

"

"

Фундамент на пучинистых грунтах: плитный или ленточный


Строительство дома на частном участке с пучнистой почвой в первую очередь тесно связано с правильным проектированием. И особого внимания здесь заслуживает именно фундамент на пучинистых грунтах, поскольку от основания и его крепости зависит надежность и долговечность всего дома.

Известно, что сезонное пучение грунта оказывает негативное влияние на основание дома, а именно — выталкивает его, что приводит к разрушению сначала стенок каркаса, а затем и стен самого дома. Поэтому стоит очень внимательно подойти к решению вопроса об устройстве основания.

Важно: если вы хоть на каплю сомневаетесь в правильности принятого ранее решения, то следует пригласить специалиста, который проведет анализ грунта, определит степень его пучнистости и спроектирует оптимальный базис для дома.

Особенности пучинистого грунта

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды

Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды. В результате в сезон морозов эта самая вода кристаллизуется (то есть замерзает), увеличиваясь от этого в объеме, а именно — в почве присутствует лёд, которому требуется место.

Особенно пучнистыми являются такие почвы:

Грунт, насыщенный в зимнее время года льдом, начинает пучиться, отыскивая себе место. Таким образом происходит смещение фундамента под воздействием пучнистой земли. Причем в зависимости от степени заглубленности основания негативное воздействие грунта может оказываться как снизу, так и на стенки фундамента. То есть, если основание дома не углубляют ниже уровня промерзания почвы, то такой базис находится как бы на поверхности играющей лавы. Его постоянно деформирует, меняя соответственно и первоначальное положение дома. Если же фундамент углубляют ниже уровня промерзания грунта, то здесь пучинистая земля снизу не оказывает влияния на каркас дома, а вот на боковые его стенки изрядно давит. Стоит ли говорить о негативных последствиях для дома в результате такого влияния на фундамент.

Важно: уровень промерзания грунта в средней полосе России достигает отметки 1,5 метра. И углублять фундамент ниже этого уровня очень затратно. Поэтому стоит подобрать один из приведенных ниже типов фундамента, который отлично справится с нагрузкой, оказываемой на него и домом, и почвой.

Стоит отметить, что в момент промерзания и пучения почва может увеличиваться в объеме в диапазоне 4-12%. И объем увеличения полностью зависит от количества воды в грунте.

Профессионалы делят пучнистые земли по степени пучения на такие виды:

При этом процент вспучивания почвы обусловлен дополнительными факторами, такими как:

Рекомендуем к прочтению:

Фундамент для пучнистого грунта

Чтобы постройка на пучнистой почве была надежной и долговечной, можно использовать три типа фундаментов:

Какой из них выбрать, разберем ниже.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент

На подвижном грунте можно монтировать мелкозаглубоенный или совсем не заглубленный фундамент

На подвижном грунте можно монтировать мелкозаглубоенный или совсем не заглубленный фундамент. Такой базис подойдет для деревянного или каркасного дома в один этаж.

Важно: основание подобного типа нельзя использовать для каменной постройки. Иначе противодействие сил давления снизу (со стороны почвы) и сверху (со стороны стен) будет плачевным для всей постройки.

Основание ленточного типа для пучнистого грунта имеет толщину 30-50 см, что позволяет сделать силу давления пучнистой земли исключительно касательной. Кроме того эта сила будет сведена практически к нулю.

Для того чтобы мелкозаглубленный или незаглубленный базис еще меньше подвергался силам пучения почвы, под него необходимо уложить слой песка или щебня крупной фракции. Толщина слоя не менее 20 см. Такая прослойка создаст своеобразный природный дренаж грунта под фундаментом и снизит уровень негативного воздействия на основание.

Ленточный фундамент под легкие постройки на пучнистых почвах нужно делать только монолитными железобетонными. Здесь раствор заливают в подготовленную траншею с обязательным его армированием.

Процесс строительства фундамента выглядит таким образом:

Важно: от полностью готового фундамента необходимо отвести отмостки для оттока дождевой и талой воды.

Совет: смонтированный в тёплое время года мелкозаглубленный фундамент на пучнистом грунте нужно обязательно застроить. То есть, запрещается оставлять его в таком виде на зимний период. В результате пучения почвы он просто сломается. Если де возможности возвести дом сразу нет, то следует хорошенько утеплить базис. Для этого можно использовать большой объем шлака, стекловаты, опилок, соломы или других материалов, которые предотвратят промерзание фундамента со всех сторон.

Свайный (столбчатый) фундамент

Еще один вариант для устройства фундамента на пучнистом грунте — монолитный столбчатый (свайный) базис

Еще один вариант для устройства фундамента на пучнистом грунте — монолитный столбчатый (свайный) базис. В силу того что площадь каждой опоры сравнительно мала, почва в сезоны пучения не может оказать на него полноценного негативного воздействия. К тому же сваи (столбы) можно без ощутимых финансовых затрат углубить ниже уровня промерзания грунта.

Рекомендуем к прочтению:

Важно: свайный (столбчатый) фундамент можно возводить на пучнистых землях под небольшие и нетяжелые дома.

Опоры для фундамента можно использовать как заводские (монолитные железобетонные забивные сваи), так и лить самостоятельно непосредственно на участке из бетона с его обязательным армированием. При этом железобетонные сваи готового типа требуют применения специальной установки.

Технология монтажа свайного фундамента выглядит так:

Важно: стальные трубы необходимо гидроизолировать снаружи битумной мастикой.

Фундамент-плита

Такой базис является самым дорогостоящим, однако именно он считается самым оптимальным вариантом фундамента для пучнистых грунтов

Такой базис является самым дорогостоящим, однако именно он считается самым оптимальным вариантом фундамента для пучнистых грунтов. Дело в том, что плитный каркас представляет собой железобетонную монолитную подушку толщиной 30-50 см, на которую равномерно распределяется вся нагрузка готового здания. В результате дом на таком фундаменте просто лавирует в грунте, не подвергаясь давлению со стороны пучнистой почвы.

Плитный фундамент используют под любые типы строений и каменные в том числе.

Технология монтажа фундамента-плиты выглядит так:

Важно: сетки должны быть полностью скрыты в бетоне после заливки. Максимальный отступ по бокам фундамента может составлять 1-2 см, сверху и снизу — по 5 см.

Мероприятия против пучнистости грунта

Можно качественно и надёжно утеплить фундамент со всех сторон, это снизит процент негативного влияния мёрзлой земли на базис

Если дом уже построен и при этом фундамент нужно дополнительно защитить, то можно применить такие методы и техники:

Все эти способы и технологии строительства вполне позволяют строить долговечные и крепкие дома на прихотливых почвах.

Фундаменты на пучинистых грунтах: мелкозаглубленные, плитные

Важным фактором при строительстве здания является вопрос выбора места. Далеко не всегда выбранный участок идеально подходит для возведения конструкции — поэтому для ее защиты требуется применять определенные технологии.

Монолитный фундамент на пучинистом грунте

В данной статье будет детально рассмотрено устройство фундамента на пучинистых грунтах. Вы узнаете особенности данного вида почвы, способы уменьшения её негативного воздействия, а также подходящие для неё типы оснований – фундамент ТИСЭ, плитный и ленточный фундамент.

Общая информация и особенности

Существуют определенные виды проблемных грунтов, которые оказывают на фундаменты, возводящихся на них, негативное внешнее воздействие, вследствие чего к основам выдвигаются дополнительные требования по крепости и надежности. Один из таких видов – пучинистый грунт.

Пучение грунта – это свойство почвы к увеличению своих объемов, которое проявляется исключительно в холодное время года, вследствие замерзания большого количества воды внутри грунта. Вода, которой пропитана почва, превращаясь в лед, увеличивает свою объемную часть, что неизбежно провоцирует деформацию почвы.

Пучение свойственно не всем видам грунта, а только тем, в которых содержится большое количество высоко залегающих грунтовых вод. Чем выше уровень потенциально возможного пучения почвы, тем глубже необходимо прокладывать фундамент, если говорить о мелкозаглубленных ленточных фундаментах на пучинистых грунтах, то они могут возводиться только с учетом ряда строгих технических требований, которые будут рассмотрены в данной статье.

В целом, общее правило, согласно которому можно построить надежный фундамент даже на самом проблемном пучинистом грунте своими руками следующее: «Фундамент должен залегать в почве ниже, чем глубина её промерзания зимой, и при этом, необходимо обеспечить необходимое укрепление основы посредством армирования, либо других доступных способов»

Читайте также: технология буринъекционного укрепления сваями.

к оглавлению ↑

Влияние пучения грунтов на фундамент здания

Когда наступает холодное время года, почва, в которой располагается фундамент, начинает расширяться из-за замерзания в ней воды.

Вследствие увеличения объема почвы, которым сопровождается превращение жидкости в лед, основание здания может приподниматься вверх – это касается любых домов, даже кирпичных построек с очень большим весом.

Любая деформация, как вы понимаете, негативно сказывается на долговечности и крепости здания, однако основные проблемы начинаются не в момент замерзания почвы, а в момент её оттаивания.

Пучение грунта вследствие низких температур

Весной, когда влага оттаивает, происходит уменьшение объема почвы, вследствие чего несущая конструкция здания просаживается. Масла в огонь подливает то, что просадка происходит неравномерно, что провоцирует перекашивание здание и быстрое наступление аварийной ситуации, в которой эксплуатация постройки невозможна.

Если фундамент заложен согласно вышеуказанному правилу, ниже уровня промерзания почвы, то зимой он будет испытывать всё те же силы пучения, однако их влияние будет идти не снизу, выталкивая несущую конструкцию из грунта, а по касательной, с чем сделанный по всем правилам плитный, либо хороший ленточный фундамент справляются без особых проблем.

Читайте также: как правильно делать ленточное основание под забор?

к оглавлению ↑

Методы уменьшения негативного воздействия пучения

Когда необходимо обустраивать фундаменты на пучинистых грунтах, строители очень часто прибегают к небольшим технологическим хитростям, которые помогают минимизировать негативное влияние свойств почвы на основание здания.

Следствие пучения грунта на фундамент здания

Существуют пять основных методов, которые демонстрируют в этом деле наибольшую эффективность. Более того, эти способы не требуют применения какой-либо специальной техники, и могут быть без проблем реализованы своими руками. Рассмотрим их детальнее:

к оглавлению ↑

Создание слоя подсыпки

Сделать это можно просто подсыпав в траншею, в которой будет возводиться несущая конструкция здания, смесь из щебня и песка. Можно использовать и другие типы подсыпок, главное, чтобы материалы, использующихся для этого, не обладали пучинистыми свойствами. Для снижения бокового пучения есть смысл сделать обратную подсыпку по периметру боковых стенок фундамента.

к оглавлению ↑

Обустройство фундамента с гладкими стенками

Чем меньше уровень адгезии (сцепления) стенок фундамента и почвы, тем менее негативное влияние пучение будет оказывать на основание здания, так как грунтовые массы просто не смогут зацепиться за фундамент. Таким требованиям хорошо отвечает плитный фундамент, в основе которого лежит монолитная железобетонная плита. Очень высокую эффективность противодействия пучению обеспечивает совмещение этого способа, с вышеуказанной подсыпкой.

к оглавлению ↑

Создание фундамента с уширением

Реализация этой технологии гарантирует повышение устойчивости фундамента в грунтовых массах, вследствие чего уменьшаются негативные последствия пучения. Данный метод может быть реализован своими руками для большинства распространенных фундаментов, которые обустраиваются в проблемных грунтах – свайного (из буронабивных свай), ленточного, и столбчатого.

к оглавлению ↑

Теплоизоляция

Данный метод может быть реализован при наличии цокольного этажа, что характерно для ленточных фундаментов, и в некоторой мере для свайных. Эффективность данного способа обуславливается тем, что комплекс из тепловой изоляции по внешнему периметру цокольного этажа, и хорошей отопительной системы в середине, снижают силу воздействия пучения на стены здания.

Читайте также: технология и этепы обустройства цокольного этажа своими руками.

к оглавлению ↑

Глубинная дренажная система и гидроизоляция

Расчет и проектирование пристенной дренажной системы лучше всего выполнять ещё на этапе строительства фундамента, так как в таком случае вы избежите необходимости повторного рытья траншей под дренажные трубы.

Глубинный дренаж для плитного фундамента

Правильно обустроенная глубинная дренажная система фундамента позволяет эффективно отводить грунтовые воды от фундамента здания, что значительно уменьшает процессы пучения в холодное время года. Также имеет смысл покрыть основание здания гидроизоляционной прослойкой, которая позитивно скажется на долговечности фундамента, так как бетон и армирующие конструкции перестанут подвергаться негативному воздействию содержащихся в грунтовых водах веществ.

к оглавлению ↑

Столбчатый фундамент на пучинистом грунте (фундамент ТИСЭ)

Обустройство столбчатого фундамента на пучинистых грунтах имеет смысл, если вы планируете строить небольшое одно, либо двух этажное кирпичное здание.  Фундамент ТИСЭ при умеренных материальных затратах, в сравнении с остальными типами оснований, гарантирует высокий уровень надежности и устойчивости.

Читайте также: как построить столбчатый фундамент из труб?

Столбчатый базис, созданный по технологии ТИСЭ, с использованием бура ТИСЭ-Ф, обустраивается с использованием свай, уширенных в нижней части, что позитивно сказывается на его несущей способности. Укрепление такого фундамента гарантирует наличие ростверка, который располагается не в самой почве, а приподнят на 10-15 сантиметров над ней, что позволяет защитить несущую конструкцию зданию от усадок и подъемов, вследствие изменения объема пучинистой почвы.

Кирпичный дом на фундаменте ТИСЭ

Приподнятый ростверк, который является особенностью фундаментов ТИСЭ, выполняется посредством заливки бетоном дощатой опалубки. При этом ростверк обязательно выполняется в армированном виде, что значительно увеличивает его несущую способность. На ростверке выполняется кладка несущих стен здания, общий вес которых равномерно распределяется между сваями. Помимо неподверженности к выталкивающему воздействию пучинистых грунтов, поднятый ростверк позволяет свести к минимуму вибрационные воздействия на дом.

Читайте также: по какой технологии ведут армирование ростверков свайных фундаментов?

Фундамент по технологии ТИСЭ может быть обустроен своими руками даже без наличия специальной техники – бура ТИСЭ-Ф. Сделать его можно на основе технология возведения буронабивных свай с уширением, которое можно осуществить используя такие виды оборудования как бензобур, электробур, либо обычный садовой бур с удлиняющей штангой.

к оглавлению ↑

Плитный фундамент на пучинистом грунте

Одним из наиболее оптимальных вариантов фундаментов, которые рационально использовать на пучинистой почве, является плитный фундамент. В основе такого базиса лежит монолитная плита, либо лентообразная решетка армированная решетка из железобетона, которая занимает всю площадь постройки.

Монолитная плита делает возможным обустройство фундаментов мелкого заложения на пучинистых грунтах, так как она обладает свойством нивелировать изменение объема грунта и его горизонтально-вертикальное перемещение.

Монолитный плитный фундамент для кирпичного дома

К преимуществам плитных фундаментом можно отнести:

Реальный недостаток у такого фундамента только один – материалоемкость, качественная плита требует большого количества бетона и арматуры, что влечет за собой существенные финансовые затраты. Однако плиточное основание простое в строительстве, и без проблем может создаваться своими руками, с наличием необходимого минимума – бетономешалки.

к оглавлению ↑

Особенности расчета

Разные виды фундаментов обладают разными нюансами расчета, для примера будет произведен расчет ленточного фундамента на пучинистых грунтах.

В качестве возводимого здания возьмем условный дом со следующими габаритами: В – 4 м, Ш – 5 м, Д – 10 м, который будет иметь две несущие стены, каждая из которых обладает длинной 3 м, и высотой 4 м. По проекту, фундамент здания будет выполняться в форме монолитной бетонной ленты с глубиной 70 см, и шириной 40 см., армированной арматурным каркасом.  Каркас будет состоять из двух поясов по пять прутьев и перемычек, длиною в 25 см. Шаг перемычек – 50 см.

Расчет нам требуется для того, чтобы определить габариты и массу будущего фундамента, и сопоставить его несущую способность с табличными данными по имеющемуся типу грунта.

  1. Выполняем расчет габаритов основания по внешнему контуру дома: 3+3+5+5+10+10= 36 м. Поскольку ленточный фундамент будет заливаться не только по внешнему контуру, но и по внутренним стенам, необходимо учитывать и их;
  2. Далее, производим расчет объем фундамента, на основании того что его ширина будет составлять 40 см, а высота 70 см: V=36 * 0.4-0.7 = 10.08 кубометра;
  3. Вычитываем из общего объема арматуру, длина каждого пояса которой составляет 10-0.5-0.5=9 м.
  4. Учитывая, что для армирования будут использоваться два пояса, состоящих из 5-ти прутов с перемычками, выполняем расчет общей длины поясов: 2*(9*2+4*2+2.5*2)= 62 метра;
  5. Так как в каждом поясе по 5 прутьев, можно выполнить расчет общей длины требуемой арматуры: 62*5=310 метров;
  6. Производим расчет горизонтальных перемычек, которые нам понадобятся: 9 / 0.5 +1 = 19; 4 / 0,5 +1 = 9; 2,5 / 0,5 +1 = 6. То есть, для одного пояса нам будет необходимо: 19*2+9*2+6*2 = 68 перемычек, длиною в 25 см. Длина перемычек  на один пояс составит: 68 * 0,25 = 17 м; на все пояса: 17*2 = 34 м;
  7. Делаем расчет вертикальных перемычек (учитывая, что с каждой стороны поясов их нужно по 68 штук, длинной в 40 см): (68+68)*0.4 = 54.5 метра;
  8. Теперь можно осуществить расчет общей длины арматуры, которая нам понадобится для армирования ленточного фундамента: 310 + 54.5 + 34 = 388.4 м;
  9. Далее, рассчитываем площадь сечения арматуры: 3.14*0.000036 (к) = 0.00011, что позволяет высчитать объем арматуры: 0.00011 * 388.4 = 0.04 кубометра;
  10. Из общего объема фундамента вычитываем объем арматуры, что позволяет узнать объем цемента: 10.08 – 0.04 = 10 кубометров;
  11. Исходя из того, что плотность цемента составляет 2.5 тонны на м3, а арматуры 7.8 тонн, считаем общий вес конструкции: (10*2.5)+(0.04*7.8)=25,624 т.

Читайте также: как рассчитать количество цемента для фундамента частного дома?

к оглавлению ↑

Поэтапное создание ленточного фундамента своими руками (видео)

Фундамент на пучинистых грунтах: подробный обзор вариантов

Сегодня в строительстве используют различные основания, предназначенные для разных типов грунтов, рассчитанные на разные нагрузки от строений. С их помощью можно решить любые сложности и задачи, которые вызваны различными воздействиями. Перед тем, как выбрать и устроить основание для здания, необходимо выполнить некоторые исследовательские работы. Это позволит определить характеристики почвы и подобрать оптимальный вариант.

Содержание статьи

Особенности устройства фундамента на пучинистом грунте

Пучинистая почва является не безупречным вариантом для строительства того или иного здания. Дело в том, что для возведения какого-либо сооружения на таком участке понадобится решить ряд задач.

 

Основным направлением здесь является устранение пучения грунта, что негативно сказывается на целостности фундамента и всего строения. Именно поэтому эксперты рекомендуют использовать на такой почве незаглубленные ленточные фундаменты, которые легко справляются с нагрузками. Особой популярностью здесь пользуются мелкозаглубленные конструкции.

Способы решения проблем с пучением почвы

Первый вариант заключается в замене пучинистой почвы на песок до уровня промерзания. Этот метод признан самым эффективным. Единственный недостаток – высокая стоимость. В связи с этим специалисты рекомендуют акцентировать свое внимание на втором варианте.

Он предусматривает использование заглубленных фундаментов, который закладываются ниже линии промерзания почвы. К таким конструкциям относятся столбчатые и свайные фундаменты. Конечно, их сооружения не всегда являются финансово выгодными.

Мелкозаглубленные и незаглубленные фундаменты

Как уже было сказано, для возведения дома или другого здания на пучинистых грунтах используют определенные типы основания. Оптимальным вариантом здесь станет сооружение мелкозаглубленного или незаглубленного фундамента. Такие конструкции легко противостоят пучению грунта, которое возникает в зимний период. Особой популярностью здесь пользуется мелкозаглубленный ленточный фундамент. С его помощью можно создать надежное и долговечное основание для будущего дома. Он отличается простотой возведения и довольно невысокой ценой.

Неплохим вариантом является и устройство мелкозаглубленного ленточного основания. Оно обладает довольно высокой прочностью и обеспечивает устойчивость строения. Такая конструкция хорошо противостоит пучению, что позволяет исключить опасные для строения усадки. Основание представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, которая располагается на небольшой глубине.

Установка мелкозаглубленного основания осуществляется на песчаную подушку. Она покрывается гидроизоляционным слоем, а сами стенки траншеи укрепляются специальными материалами. Чтобы повысить устойчивость конструкции, в бетон добавляют специальные гидрофобизирующие добавки.

Когда фундамент будет сооружен, приступают к устройству дренажной системы, с помощью которой будет осуществляться отвод влаги от строения. При заливке бетона не стоит забывать об устройстве армированного пояса, а также использовании вибраторов. Это позволит качественно провести бетонные работы и в результате соорудить надежное основания для дома.

ЛМЗФ

Конструкция представляет собой замкнутую ленту из бетона и пояса, который состоит из армированных металлических прутьев. Возведение фундамента выполняется по определенной схеме. Вначале вырывается котлован глубиной 50-70 см. Дальше на откосы укладывают гидроизоляцию из толи или плотной полиэтиленовой пленки.

После этого котлован слоями засыпается песком. Здесь толщина одного слоя составляет от 20 до 30 см. Перед тем как насыпать новый слой, предыдущий необходимо тщательно утрамбовать. После того как это будет сделано, приступают к установке опалубки. На дно опалубки, непосредственно на песок, укладывается слой гидроизоляции и металлические пруты диаметром 12 см. Теперь можно приступать к заливке бетона. При этом стоит помнить, что еще один армированный пояс будет укладываться непосредственно на сырой бетон.

При сооружении ленточного фундамента стоит учесть множество факторов. Так, например, для соединения прутов в армированном поясе используют исключительно вязальную проволоку. Один пояс сооружается из пяти прутов, которые соединяются между собой перемычками. Шаг между перемычками должен составлять не меньше 50 см. Если не учесть такие незначительные нюансы, то это может негативно сказаться на прочности основания.

Другие варианты оснований

Столбчатые фундаменты на пучинистых грунтах

Также на пучинистых грунтах можно возвести столбчатый фундамент. Эти конструкции возможно использовать только в тех случаях, когда опоры устанавливаются несколько ниже линии промерзания почвы. Использование столбчатого фундамента позволяет сэкономить на его возведении, и при этом сохранить прочность основания.

Столбчатые фундаменты широко используются на заболоченных участках, а также в местах, где есть суглинок. Для сооружения основания используются железобетонные опоры и металлические трубы, которые имеют защитный слой, выполненный из цементно-песчаного состава. В некоторых случаях допускается использование и асбоцементных труб, которые в дальнейшем заливаются бетонном.

Свайный фундамент: обзор решения

При строительстве на пучинистом грунте в качестве основания для дома может использоваться и свайный фундамент. Конечно, такой вариант используется крайне редко. Это объясняется тем, что для устройства такого основания понадобится специальная техника. А это значительно увеличит расходы на строительства дома. Также такие конструкции можно использовать на участках, где уровень промерзания почвы находится на глубине от 1,5 метра.

Для сооружения свайного фундамента используют различные материалы и технологии. Так, для этого применяют деревянные, бетонные и железобетонные сваи, которые легко противостоят пучению. Что касается технологии, то это могут быть винтовые или набивные опоры. При возведении такого основания особое внимание уделяют дренажу.

Вконтакте

Facebook

Twitter

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

Загрузка...

Грунты и фундаменты - Журнал

Soils and Foundations - один из ведущих журналов в области механики грунтов и инженерной геологии. Это официальный журнал Японского геотехнического общества (JGS). В журнале публикуются различные оригинальные исследовательские работы, технические отчеты, технические заметки, а также самые современные ...

Прочитайте больше

Soils and Foundations - один из ведущих журналов в области механики грунтов и инженерной геологии.Это официальный журнал Японского геотехнического общества (JGS). Журнал публикует разнообразные оригинальные исследовательские работы, технические отчеты, технические заметки, а также новейшие отчеты по приглашению редактора в в областях механики грунтов и горных пород, инженерно-геологической инженерии и геотехники окружающей среды. С момента публикации первого тома №1 в июне 1960 года Soils and Foundations отметит 60-летие в 2020 году.

Soils and Foundations приветствует теоретическую и практическую работу, связанную с вышеупомянутой областью. (s).Особенно приветствуются тематические исследования, описывающие оригинальные и междисциплинарные работы, применимые к инженерно-геологическим работам. Также приветствуются обсуждения каждой опубликованной статьи, чтобы обеспечить возможность обратной связи или обмена мнениями коллег. При предоставлении последних экспертных знаний по конкретной теме в среднем один выпуск из шести в год включал избранные доклады с международных симпозиумов, которые проводились как в Японии, так и за рубежом.

Скрыть полную цель и объем .

Глава 7 (продолжение) - NHI-05-037 - Geotech - Мосты и конструкции

Справочное руководство по геотехническим аспектам дорожных одежд

Глава 7.0 Детали конструкции и условия строительства, требующие особого внимания при проектировании (продолжение)

7.5 Условия земляного полотна, требующие особого внимания при проектировании

Принимая во внимание такие переменные, как тип почвы или минералогия вдоль проезжей части, геология (генезис почвы и метод отложения), свойства грунтовых вод и потока делают каждый проект уникальным в отношении условий земляного полотна.Неудивительно, что будут существовать определенные условия, не способствующие поддержанию или даже строительству систем дорожного покрытия. В этом разделе представлен обзор условий земляного полотна, требующих особого внимания при проектировании. Эти подземные условия часто носят региональный характер и обычно рассматриваются агентством как проблемные. Несколько проблем с фундаментом, таких как просадочные или сильно сжимаемые грунты, расширяющиеся или набухающие грунты, подземные воды и насыщенные грунты, а также чувствительные к морозам почвы, широко распространены по всей территории U.С. и не относятся к одному региону. Например, морозное пучение происходит более чем в половине штатов США, а наиболее серьезные повреждения могут быть нанесены в центральных штатах, где происходит намного больше морозных циклов, чем в самых северных штатах. В этом разделе также рассматривается идентификация этих широко изменяющихся проблемных условий земляного полотна, а также альтернативы проектирования и строительства для достижения адекватного фундамента для строительства конструкции дорожного покрытия.

Большинство условий земляного полотна, представленных в этом разделе, можно предвидеть с помощью полной программы геологоразведочных работ, как описано в главе 4, и смягчить или, по крайней мере, минимизировать с помощью хорошо продуманных проектов.Выявив такие проблемы земляного полотна на стадии проектирования или даже возможность возникновения таких проблем во время трассы, можно разработать альтернативные конструкции. Затем альтернативные конструкции могут быть помещены в тендерные документы с четко обозначенными индикаторами, показывающими, где эти альтернативы должны быть рассмотрены, а затем реализованы, если и где такие условия встречаются. Когда эти особые условия земляного полотна не учитываются при проектировании, они часто выявляются во время строительства, что обычно приводит к рекламациям и перерасходам.Тем не менее, выявление проблем в строительстве все же в некоторой степени удачно, учитывая то влияние, которое такие проблемы могут иметь на характеристики дорожного покрытия. Если условия почвы, описанные в этом разделе, остаются незамеченными, обычно снижается эксплуатационная пригодность, что обычно приводит к преждевременной локальной реабилитации или, что не редкость, к реконструкции покрытия в течение первых нескольких лет периода эксплуатации покрытия.

7.5.1 Типы проблемных почв

Очевидно, тротуар должен быть построен из любого материала и любого естественного состояния.Прочность и стабильность некоторых грунтов могут создавать проблемы во время строительства и, безусловно, могут повлиять на долговременные характеристики дорожного покрытия в течение его срока службы. Чтобы должным образом обсудить эти потенциальные проблемы, необходимо определить некоторые термины, относящиеся к проблемной минералогии (Sowers, 1979). Некоторые из терминов являются истинной геологической терминологией, а некоторые - местной или региональной терминологией. Эти термины могут описывать конкретный материал или состояние, но все они проблематичны, и следует соблюдать осторожность при строительстве дорожных покрытий в регионах, содержащих эти материалы.

Adobe. Песчаные глины средней пластичности, обнаруженные в полузасушливых регионах на юго-западе США. Эти почвы веками использовались для изготовления высушенного на солнце кирпича. Это название также применяется к некоторым западным глинам с высокой пластичностью, которые значительно разбухают во влажном состоянии.

Бентонит. Высокопластичная глина, обычно монтмориллонит, образующаяся в результате разложения вулканического пепла. В сухом состоянии он может быть твердым, но во влажном состоянии сильно набухает.

Карта глина. Применяется к глинам юга и юго-запада США. При высыхании превращается в небольшие твердые комочки относительно однородного размера. Сухие комки разлагаются при смачивании (, например, , после того, как они были использованы в качестве наполнителя). Эти почвы также имеют свойство набухать во влажном состоянии.

Caliche. Ил или песок полузасушливых районов на юго-западе США, зацементированный карбонатом кальция. Карбонат кальция откладывается в результате испарения воды, попадающей на поверхность земли под действием капилляров.Консистенция калиши варьируется от мягкой породы до твердой почвы.

Ракушечник. Мягкий пористый известняк, состоящий в основном из склеенных вместе ракушек, кораллов и окаменелостей. Очень рыхлый, при строительстве ломается.

Гамбо. Мелкозернистая высокопластичная глина долины Миссисипи. Он имеет липкое, жирное ощущение, сильно расширяется и при высыхании образует большие усадочные трещины.

Каолин. Белая или розовая глина низкой пластичности.Он состоит в основном из минералов семейства каолинита.

Суглинок. Поверхностная почва, которую можно описать как песчаный ил с низкой пластичностью или илистый песок, хорошо подходящий для обработки почвы. Он применяется к почвам в самых верхних горизонтах и ​​не должен использоваться для описания глубоких отложений материнского материала. Суглинистые почвы обычно чувствительны к влаге, легко разрушаются при строительстве и подвержены морозам.

Лесс. Отложение относительно однородного ила, переносимого ветром.Он имеет рыхлую структуру с многочисленными корневыми отверстиями, которые создают вертикальный скол и высокую вертикальную проницаемость. Он состоит из угловатых или частично округлых частиц кварца и полевого шпата, цементированных карбонатом кальция или оксидом железа. После насыщения он становится мягким и сжимаемым из-за потери цементирования. Лесс, измененный выветриванием во влажном климате, часто становится более плотным и несколько пластичным ( лессовый суглинок ). Лесс также очень морозоустойчив.

Морская глина. Глины, отложившиеся в морской среде, которые, если позже их поднять, становятся очень чувствительными из-за выщелачивания солей, резко теряя прочность при нарушении.

Марл. Песок, ил или глина, осажденные водой, содержащие карбонат кальция. Мергели часто имеют цвет от светлого до темно-серого или зеленоватого, а иногда содержат коллоидные органические вещества. Часто они затвердевают в мягких породах.

Грязь или грязь. Чрезвычайно мягкий, слизистый или органический ил, встречающийся на дне рек и озер.Эти термины указывают на исключительно мягкую консистенцию, а не на какой-либо конкретный тип почвы. Мук подразумевает органическое вещество.

Торф. Встречающееся в природе высокоорганическое вещество, полученное в основном из растительных материалов (ASTM D 5715). Торф бывает темно-коричневого или черного цвета, рыхлый (отношение пустот может составлять от 5 до 10) и чрезвычайно сжимаемый. После высыхания они будут плавать. Торфяные болота часто выделяют горючий газ метан. Эти почвы будут подвергаться значительному краткосрочному и долгосрочному оседанию даже при легких нагрузках и часто чувствительны к влаге, теряя значительную прочность во влажном состоянии.Они легко выходят из строя при строительных работах. Торф, содержащий большое количество легко идентифицируемых волокон, часто называется волокнистым торфом для геотехнических применений. Торф, содержащий сильно разложившиеся волокна и значительный высокоорганический компонент почвы, часто называют аморфным торфом .

Зыбучие пески. Относится к состоянию, а не к типу почвы. Гравий, песок и ил становятся «быстрыми», когда восходящий поток грунтовых вод и / или газа имеет место до такой степени, что частицы поднимаются.

Сапролиты. Почвы, образовавшиеся в результате естественного выветривания горных пород. Реликтовые соединения материнской породы часто определяют прочность, проницаемость и стабильность выветриваемых грунтов. Фрагменты могут казаться звуковыми, но окажутся слабыми. Определить переход почвы от выветренной породы к здоровой породе сложно, что часто приводит к претензиям.

Сланец. Индуцированные мелкозернистые осадочные породы, такие как аргиллиты, алевролиты и аргиллиты, очень изменчивые и опасные.Некоторые из них твердые и стабильные, другие - мягкие и разлагаются до глины вскоре после воздействия атмосферы или в течение расчетного срока службы конструкции. Глины, полученные из сланца, часто очень пластичны.

Сульфат. Минеральное соединение, содержащее сульфатный радикал SO4, которое может содержаться в почве. Это создает значительные проблемы расширения в стабилизированном известью грунте и, в некоторых случаях, вызывает повреждение бетона.

Сульфид. Минеральное соединение, характеризующееся связью серы с металлом, например свинцом или железом, с образованием галенита и пирита соответственно.

До. Смесь песка, гравия, ила и глины, полученная в результате вспашки ледников. Такие почвы часто называют валунной глиной, особенно в Канаде и Англии. Характеристики ледникового тилла меняются в зависимости от эродированных отложений и коренных пород. Каши в Новой Англии обычно более грубые и менее пластичные, чем на Среднем Западе. Тилли на северо-востоке, как правило, имеют широкий уклон и часто нестабильны под действием воды. Сложный характер их отложения создает очень непредсказуемый материал.

Верхний слой почвы. Поверхностные почвы, поддерживающие жизнь растений. Обычно они содержат значительное количество органических веществ. Эти почвы имеют тенденцию оседать со временем, поскольку органическое вещество продолжает разлагаться. Они часто чувствительны к влаге, теряют значительную прочность при намокании и легко повреждаются во время строительных работ.

Туф. Название, относящееся к месторождениям вулканического пепла. Во влажном климате или в районах, где пепел попадает в водоемы, туф цементируется в мягкую пористую породу.

Глины полированные. Осадочные отложения, состоящие из чередующихся тонких слоев ила и глины. Обычно каждая пара слоев ила и глины имеет толщину от 3 до 13 мм (1/8 - 1/2 дюйма). Они являются результатом отложения в озерах в периоды чередования паводков и маловодья в впадающих ручьях и часто образуются в ледниковых озерах. Эти отложения имеют гораздо более высокую проницаемость по горизонтали, чем по вертикали, поскольку горизонтальные пласты удерживают воду. Они часто бывают чувствительными и теряют прочность при повторной формовке.

7.5.2 Сжимаемые грунты
Влияние сжимаемых грунтов на характеристики дорожной одежды

Сильно сжимаемые (очень слабые) грунты со временем подвержены большим оседаниям и деформациям, что может отрицательно сказаться на характеристиках дорожного покрытия. Сильно сжимаемые почвы - это насыщенные почвы с очень низкой плотностью, обычно илы, глины, а также органические аллювиальные или переносимые ветром отложения и торфы. Если эти сжимаемые грунты не обработать должным образом, на поверхности могут образоваться большие углубления со случайным растрескиванием.Углубления на поверхности могут позволить воде стекать на поверхность дорожного покрытия и легче проникать в конструкцию дорожного покрытия, что усугубляет серьезную проблему. Что еще более важно, скопление воды создаст угрозу безопасности путешествующих людей в сырую погоду.

Средства для обработки сжимаемых грунтов

Выбор конкретной техники зависит от глубины слабого грунта и разницы между условиями на месте и минимальными требованиями к уплотнению или прочности, чтобы ограничить ожидаемую осадку до допустимого значения, которое не повлияет отрицательно на характеристики покрытия. .При строительстве проезжей части на участках с глубокими отложениями сильно сжимаемых слоев необходимо изучить конкретные свойства почвы для расчета расчетной осадки. В этих условиях перед проектированием дорожного покрытия необходимо выполнить геотехническое исследование и подробный анализ осадка. Если существующие почвы земляного полотна не соответствуют минимальным требованиям к уплотнению и со временем подвержены большим оседаниям, рассмотрите следующие альтернативы:

  • Удалите и обработайте почву для достижения приблизительного оптимального содержания влаги, замените и уплотните.
  • Удалите и замените грунт земляного полотна подходящими материалами для насыпи или выберите их. Все гранулированные наполнители должны быть уплотнены как минимум до 95% максимальной плотности с контролем влажности, как определено AASHTO T180. Связующие наполнители должны быть уплотнены до содержания влаги не менее 90%, близкого к оптимальному или немного превышающего его (, например, , от -1% до + 2% от оптимума), как определено в AASHTO T99.
  • Рассмотрите возможность механической стабилизации с использованием геосинтетических материалов, как описано в разделе 7.5, чтобы уменьшить необходимую поднутрение.
  • Если почвы гранулированные ( например, , пески и некоторые илы), рассмотрите возможность уплотнения грунта с поверхности для увеличения плотности в сухом состоянии за счет методов динамического уплотнения. Определение характеристик почвы и подробные процедуры для успешного применения этой техники описаны в курсе 132034 FHWA / NHI по методам улучшения грунта (FHWA NHI-04-001).
  • Если почва очень влажная или насыщенная, рассмотрите возможность обезвоживания с помощью колодцев или глубоких горизонтальных дренажных труб.Если горизонтальные стоки не могут быть освещены дневным светом, может потребоваться подключение к трубам ливневой канализации или отстойным насосам.
  • Консолидируйте глубокие отложения очень слабонасыщенных грунтов большими насыпями до строительства дорожного покрытия (за дополнительную плату). После строительства насыпи можно либо оставить на месте, либо удалить, в зависимости от окончательной отметки. Рассмотрите возможность отвода фитилей для ускорения консолидации (см. FHWA NHI-04-001).
  • Другие методы для глубоких отложений сжимаемого грунта включают насыпные насыпи и использование легкого наполнителя, такого как геопена, как описано в руководстве FHWA «Методы улучшения грунта» (FHWA NHI-04-001).Хотя эти методы являются более дорогостоящими, чем большинство предыдущих методов, с точки зрения затрат на строительство, они предлагают немедленное улучшение, тем самым ускоряя строительство. В некоторых проектах экономия времени может быть более ценной, чем разница в стоимости строительства.
7.5.3 Складывающиеся грунты

Как и в случае сильно сжимаемых грунтов, просадочные грунты могут привести к значительному локальному проседанию дорожного покрытия. Складывающиеся почвы представляют собой иловые почвы с очень низкой плотностью, обычно это аллювиевые или переносимые ветром (лессовые) отложения, которые подвержены внезапному уменьшению объема при увлажнении.Часто их нестабильная структура зацементирована глиняными связующими или другими отложениями, которые растворяются при насыщении, что приводит к резкому уменьшению объема (Rollings and Rollings, 1996). Собственные грунтовые основания из просадочных грунтов перед строительством следует пропитать водой и прокатить с помощью тяжелого уплотнительного оборудования. В некоторых случаях остаточные почвы могут также разрушаться из-за вымывания коллоидных и растворимых материалов. На рис. 7-17 представлен метод определения потенциала просадочных грунтов.Могут быть доступны другие местные методы идентификации. Складывающиеся грунты также могут образовываться в насыпях, когда грунты песчаного типа уплотняются на сухой стороне оптимальной влажности. Силы мениска между частицами могут создать почвенную ткань, подверженную разрушению.

Если система дорожного покрытия должна быть построена на разрушающемся грунте, могут потребоваться специальные восстановительные меры для предотвращения крупномасштабного растрескивания и неравномерного оседания. Чтобы избежать проблем, перед началом строительства необходимо вызвать обрушение.Методы включают:

  1. водозабор в области просадочных грунтов.
  2. инфильтрационных скважин.
  3. уплотнение - обычное с тяжелым виброкатком для небольших глубин (в пределах 0,3 или 0,6 м (1 или 2 фута))
  4. уплотнение - динамическое или вибрационное для более глубоких отложений более полуметра (нескольких футов) (может сочетаться с затоплением)
  5. раскопано и заменено.

Рисунок 7-17. Руководство по поведению складывающейся почвы (Rollings and Rollings, 1996).
Нажмите здесь, чтобы увидеть текстовую версию изображения

7.5.4 Набухающие почвы
Влияние набухающих грунтов на характеристики дорожного покрытия

Набухающие или расширяющиеся почвы чувствительны к изменению объема (усыхание и набухание) с сезонными колебаниями содержания влаги. Величина этого изменения объема зависит от типа почвы (способности к усадке-набуханию) и ее изменения содержания влаги. Потеря влаги вызовет усадку почвы, а увеличение влажности вызовет ее расширение или набухание.Такое изменение объема грунтов глинистого типа может привести к появлению продольных трещин у края дорожного покрытия и значительной шероховатости поверхности (различные вздутия и углубления) по длине дорожного покрытия.

Обширные почвы представляют собой очень серьезную проблему во многих частях Соединенных Штатов (см. Рис. 7-18) и являются причиной проведения преждевременных работ по техническому обслуживанию и восстановлению на многих километрах дороги каждый год. Расширяющиеся почвы представляют собой особую проблему, когда глубокие разрезы делаются в плотной (переуплотненной) глинистой почве.

Рисунок 7-18. Предполагаемое расположение набухающих почв (по Витчак, 1972).

Определение набухающих почв

Существуют различные методы и процедуры для выявления потенциально обширных почв. AASHTO T 258 может использоваться для определения почв и условий, подверженных набуханию. Два наиболее часто используемых документа перечислены ниже:

  • Оценка целесообразной методологии выявления потенциально обширных почв , Отчет №FHWA-RD-77-94, Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия, июнь 1977 г.
  • Проектирование и строительство покрытий в аэропортах на обширных грунтах , Отчет № FAA-RD-76-66, Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США, Вашингтон, округ Колумбия, июнь 1976 г.

Минералогия глины и наличие воды являются ключевыми факторами при определении степени, в которой проблема набухания может существовать на данном участке. Различные глинистые минералы демонстрируют большую или меньшую степень потенциала набухания в зависимости от их химического состава.Монтмориллонитовые глины имеют тенденцию проявлять очень высокие потенциалы набухания из-за химического состава частиц, тогда как иллитовые глины имеют тенденцию проявлять очень низкие потенциалы набухания. Идентификация глинистых минералов с помощью химических или микроскопических средств может использоваться как метод определения наличия высокого потенциала набухания в почвах. Почвенная ткань также будет влиять на потенциал набухания, поскольку агрегированные частицы будут иметь тенденцию к более сильному набуханию, чем диспергированные частицы, и флоккулируются сильнее, чем дефлокулированные.Как правило, чем более мелкозернистая и пластичная почва, тем выше ее потенциал набухания.

Выявление набухающих грунтов в земляном полотне является ключевым компонентом инженерно-геологических изысканий проезжей части. Образцы грунта на небольшой глубине ниже предполагаемой отметки дорожного покрытия обычно отбираются в рамках исследования, и их потенциал набухания может быть определен несколькими способами. Индексное тестирование - это распространенный метод определения потенциала выброса. Обычно проводятся лабораторные испытания для определения пределов пластичности и жидкости и / или предела усадки.Активность почвы (ASTM D 4318), определяемая как отношение индекса пластичности к процентному содержанию почвы по массе менее 0,002 мм (0,08 мил), также используется как свойство индекса для потенциала набухания, поскольку глинистые минералы с более высокой активностью демонстрируют более высокое волнение. Расчет активности требует измерения градации с использованием методов ареометра, что не характерно для инженерно-геологических изысканий при проектировании дорожного покрытия во многих штатах. В дополнение к индексному тестированию практика агентства в регионах, где набухание почвы является распространенной проблемой, может включать в себя тестирование набухания ( e.грамм. , ASTM D 4546), для образцов природного или уплотненного грунта. Такое испытание обычно включает в себя измерение изменения высоты (или объема) образца, подвергнутого легкой нагрузке, аналогичной той, которая ожидается в полевых условиях, а затем предоставлен свободный доступ к воде.

Обработка набухающих почв

Когда расширяющиеся грунты встречаются вдоль проекта в окружающей среде и на территориях, где ожидаются значительные колебания влажности в земляном полотне, следует рассмотреть следующие альтернативы, чтобы минимизировать будущий потенциал изменения объема расширяющегося грунта:

  • Для относительно тонких слоев расширяющихся глин у поверхности удалите и замените расширяющуюся почву избранными материалами.
  • Увеличьте ширину подповерхностных слоев дорожного покрытия, чтобы уменьшить изменение ( т. Е. , намокание или высыхание) влажности земляного полотна по краю дорожного покрытия, и увеличьте верхнюю часть проезжей части, чтобы уменьшить инфильтрацию влаги.
  • Частичная герметизация по краю дорожного покрытия или полная герметизация также могут использоваться для уменьшения изменения влажности земляного полотна, как более подробно описано в Разделе 7.5.
  • Расширить, стабилизировать и повторно уплотнить верхнюю часть расширяющегося глиняного земляного полотна.Стабилизация извести или цемента является общепринятым методом контроля набухания грунта, как описано в разделе 7.6. (Стабилизация , используемая для экспансивных грунтов, относится к обработке почвы такими агентами, как битум, портландцемент, гашеная или гашеная известь и зола, чтобы ограничить характеристики изменения объема. Это может существенно повысить прочность обработанной материал.)
  • На участках с глубокими выемками в плотных, переуплотненных экспансивных глинах завершите выемку подземных грунтов до надлежащей отметки и дайте подповерхностным грунтам отскочить перед укладкой слоев дорожного покрытия.

AASHTO 1993 (Приложение C) предоставляет процедуры и графики для прогнозирования прямого воздействия набухающих грунтов на потерю эксплуатационной пригодности и обрабатывает их с учетом дифференциального воздействия на продольный профиль поверхности дороги. Если предполагается, что отек будет относительно равномерным, процедуры не применяются.

7.5.5 Подземные воды

Важно определить насыщенные слои почвы, глубину залегания грунтовых вод и поток подземных вод между слоями почвы.Подземные воды особенно важно распознавать и идентифицировать в зонах перехода между сегментами выемки и насыпи. Если позволить пропитать несвязанные материалы основания / основания и грунты земляного полотна, подземные воды могут значительно снизить прочность и жесткость этих материалов. Снижение прочности может привести к преждевременным углублениям на поверхности, образованию колей или трещин. Сезонный поток влаги через выбранные пласты почвы также может значительно усилить эффекты дифференциального изменения объема в обширных почвах.Вырезанные участки особенно важны для подземных вод.

Очистные сооружения для подземных вод

При водонасыщенных грунты или подземные воды встречаются, следует рассмотреть на следующие альтернативы для улучшения фундамента или поддержки земляного полотна:

  • Для насыщенных грунтов у поверхности высушите или укрепите влажные грунты с помощью методов механической стабилизации, чтобы обеспечить строительную платформу для конструкции дорожного покрытия, как описано в Разделе 7.6.
  • Удалите и замените насыщенные почвы отборными материалами или почвами. (Может не подходить, если земляные работы требуются ниже уровня грунтовых вод).
  • Размещайте и должным образом уплотняйте толстые насыпи или насыпи, чтобы увеличить высоту земляного полотна или, другими словами, увеличить толщину между насыщенными грунтами или глубиной уровня грунтовых вод и структурой дорожного покрытия.
  • Следует также рассмотреть возможность использования дренажей земляного полотна, как описано ранее в Разделе 7.2 при наличии следующих условий:
    • Высокий уровень грунтовых вод, который может снизить устойчивость земляного полотна и стать источником воды для защиты от мороза.
    • Грунты земляного полотна, состоящие из ила и очень мелкого песка, которые при насыщении могут стать рыхлыми или рыхлыми.
    • Вода просачивается из нижележащих водоносных пластов или из земляного полотна на участках вырубки (рассмотрите возможность перекрытия дренажей).
7.5.6 Морозоустойчивые почвы
Влияние мороза на характеристики покрытия

Мороз может вызвать неравномерное пучение, шероховатость поверхности и растрескивание, заблокировать дренаж и снизить несущую способность в периоды оттепелей.Эти эффекты варьируются от незначительных до тяжелых, в зависимости от типа и однородности грунта, региональных климатических условий (, т.е. , глубина промерзания) и наличия воды.

Одним из последствий воздействия мороза на тротуары является морозное пучение, вызванное кристаллизацией линз льда в пустотах почвы, содержащих мелкие частицы. Как показано на Рисунке 7-19, должны присутствовать три условия, вызывающие образование морозного пучения и связанные с ним проблемы с действием мороза:

  • почвы морозостойкие;
  • минусовых температур в почве; и,
  • источник воды.

Если эти условия возникают равномерно, пучение будет равномерным; в противном случае возникнет неравномерное пучение, вызывающее неровности поверхности, шероховатость и, в конечном итоге, растрескивание поверхности покрытия.

Рисунок 7-19. Элементы морозного пучения.

Второй эффект действия мороза - ослабление оттепели. Несущая способность может существенно снижаться в периоды оттаивания в середине зимы, а последующее морозное пучение обычно бывает более сильным, поскольку вода легче доступна в зоне промерзания.В более южных районах морозной зоны несколько циклов замораживания и оттаивания могут произойти в течение зимнего сезона и причинить больший ущерб, чем один более продолжительный период замерзания в более северных районах. Весенние оттепели обычно вызывают потерю несущей способности значительно ниже летних и осенних значений с последующим постепенным восстановлением в течение недель или месяцев. Вода также часто задерживается над мерзлой почвой во время оттепели, которое происходит сверху вниз, создавая потенциал для долгосрочных условий насыщения в слоях дорожного покрытия.

Выявление морозоустойчивых почв

Морозоустойчивые почвы разделены на четыре основные группы. В Таблице 7-12 представлена ​​сводная информация о типичных почвах в каждой из этих четырех групп на основе количества мелких частиц (материал, проходящий через сито 0,075 мм (№ 200). На Рисунке 7-20 графически представлена ​​ожидаемая средняя скорость морозного пучения для различные группы почв в зависимости от части почвы размером менее 0,02 мм (0,8 мил).

Мороз практически отсутствует в чистом, свободно дренирующемся песке, гравии, щебне и подобных сыпучих материалах при нормальных условиях замерзания.Большое пустое пространство позволяет воде замерзать на месте, не расслаиваясь на ледяные линзы. Напротив, илы очень морозоустойчивы. Состояние относительно небольших пустот, высокий капиллярный потенциал / действие и относительно хорошая проницаемость этих почв объясняют эту характеристику.

Глины 90 300 CL, CL-ML
Таблица 7-12. Классификация почв по морозостойкости (NCHRP 1-37A).
Группа заморозков Степень морозостойкости Тип почвы Процент мельче 0.075 мм (# 200) по массе. Типичная классификация почв
F1 От незначительной до низкой Гравийные почвы 3-10 GC, GP, GC-GM, GP-GM
F2 От низкого до среднего Гравийные почвы 10-20 GM, GC-GM, GP-GM
Пески 3-15 SW, SP, SM, SW-SM, SP-SM
F3 Высокая Гравийные почвы Более 20 GM-GC
Пески, кроме очень мелких илистых песков Более 15 SM, SC
Глины PI> 12 - CL, CH
F4 Очень высокий Все илы - ML-MH
Очень мелкие илистые пески Больше 15 SM
PI <12 -
Разнообразные глины и другие мелкозернистые, полосчатые отложения - CL, ML, SM, CH

Рисунок 7-20.Средняя скорость вспучивания по сравнению с процентным содержанием мелких частиц для естественных градаций почвы (Kaplar, 1974).

Глины когезионные и, хотя их потенциальное капиллярное действие велико, их капиллярная скорость низкая. Хотя в глинистых почвах может возникать морозное пучение, оно не такое сильное, как для илов, поскольку непроницаемость глин замедляет прохождение воды. Несущая способность глин должна сильно снижаться во время оттепелей, даже при отсутствии значительного вспучивания. Оттаивание обычно происходит сверху вниз, что приводит к очень высокому содержанию влаги в верхних слоях.

Уровень грунтовых вод в пределах 1,5 м (5 футов) от предполагаемой отметки земляного полотна указывает на то, что воды будет достаточно для образования льда. Однородные глинистые грунты земляного полотна также содержат достаточно влаги для образования льда даже при глубине залегания грунтовых вод более 3 м (10 футов). Однако величина влияния будет сильно зависеть от глубины фронта промерзания (, т.е. , глубина проникновения промерзания). При глубоком промерзании грунтовые воды даже на большей глубине могут оказывать влияние на волнение.

Определение морозоустойчивых условий

Самым отличительным фактором для определения состояния опасности промерзания дорожного покрытия является водоснабжение. Для чувствительных к заморозкам почв в зоне промерзания опасность замерзания может быть оценена как высокая или низкая в соответствии со следующими условиями. Неизвестный рейтинг может быть подходящим, когда возникают условия как для высокого, так и для низкого рейтинга, которые не могут быть разрешены, или когда имеется мало информации или она отсутствует. Включение рейтинга опасности замерзания в документацию по оценке площадки подтверждает, что оценка воздействия замерзания была предпринята и не была упущена из виду.Когда рейтинг неизвестен, решение о включении мер по смягчению воздействия заморозков в проект будет основываться больше на неприемлемом характере повреждения от замерзания, чем на вероятности его возникновения.

Условия, связанные с высокой потенциальной опасностью замерзания, включают:

  1. Уровень грунтовых вод в пределах 3 м (10 футов) от поверхности дорожного покрытия (глубина воздействия зависит от типа почвы и глубины промерзания).
  2. Наблюдал изморозь в районе.
  3. Неорганические почвы, содержащие более 3% (по весу) или более зерен мельче 0.Диаметр 02 мм (0,8 мил) по данным Инженерного корпуса армии США.
  4. Потенциал скопления поверхностных вод и возникновения грунтов между зоной промерзания под тротуаром и поверхностными водами с проницаемостью, достаточно высокой, чтобы просачивание могло насытить почвы в зоне промерзания в течение периода затопления.

Условия, связанные с низкой потенциальной опасностью замерзания, включают:

  1. Уровень грунтовых вод выше 6 м (20 футов) ниже поверхности тротуара (опять же, может быть намного меньше, в зависимости от типа почвы и глубины промерзания).
  2. Естественная влажность в зоне промерзания низкая по сравнению с уровнем насыщения.
  3. Гидравлические перегородки между водопроводом и зоной промерзания.
  4. Существующие тротуары или тротуары в непосредственной близости с аналогичными почвенными и водопроводными условиями и без построенных мер защиты от замерзания, которые не пострадали от мороза.
  5. Тротуары на насыпях с поверхностью более чем на 1–2 м (3–6 футов) над прилегающими уклонами (обеспечивает некоторую изоляцию и утяжеляющее действие для сопротивления вспучиванию).
Средство от Frost Action

Когда морозом восприимчивые почвы встречаются, следует рассмотреть на следующие альтернативы для улучшения основы или поддержки земляного полотна:

  1. Удалите чувствительную к заморозке почву (обычно для групп F3 и F4, Таблица 7-12) и замените ее выбранной нечувствительной к заморозке почвой для ожидаемой глубины проникновения промерзания.
  2. Разместите и уплотните выбранные нечувствительные к морозу грунтовые материалы на толщину или глубину, чтобы предотвратить промерзание земляного полотна для уязвимых к морозам почв групп F2, F3 и F4, Таблица 7-12.
  3. Удалите изолированные очаги морозоустойчивых грунтов, чтобы исключить резкое изменение состояния земляного полотна.
  4. Стабилизируйте чувствительную к морозам почву, устраняя воздействие мелких частиц почвы с помощью трех процессов: а) механического удаления или иммобилизации с помощью физико-химических средств, таких как цементное соединение, б) эффективного уменьшения количества почвенной влаги, доступной для миграции в плоскость замерзания, например, перекрывая все миграционные пути, или в) изменяя точку замерзания почвенной влаги.
    1. Вяжущие вещества, такие как портландцемент, битум, известь и известково-летучая зола, как указано в разделе 7.5. Эти агенты эффективно удаляют отдельные частицы почвы, связывая их вместе, а также частично удаляют капиллярные каналы, тем самым уменьшая возможность движения влаги. Необходимо соблюдать осторожность при использовании извести и смесей извести и золы с глинистыми почвами в районах с сезонными морозами (см. Раздел 7.5 и Приложение F).
    2. Влажность почвы, доступная для морозного пучения, может быть уменьшена путем установки глубоких дренажных систем и / или капиллярного барьера, чтобы уровень грунтовых вод поддерживался на достаточной глубине, чтобы предотвратить повышение влажности в зоне замерзания.Капиллярные барьеры могут состоять либо из открытого гравийного слоя, зажатого между двумя геотекстилем, либо из горизонтального геокомпозитного дренажа. Установка капиллярного барьера требует удаления чувствительного к морозу материала на глубину либо ниже точки промерзания, либо на достаточно значительную, чтобы уменьшить влияние морозного пучения на дорожное покрытие. Разрыв капилляра необходимо дренировать. Затем чувствительный к морозу грунт можно заменить и уплотнить над капиллярным барьером до необходимой отметки земляного полотна.
  5. Увеличьте толщину структурного слоя дорожной одежды, чтобы учесть снижение прочности земляного полотна в период весенне-оттепель для морозоустойчивых групп F1, F2 и F3.

Конструкция дорожного покрытия для воздействия мороза часто определяет требуемую общую толщину гибкого покрытия и потребность в дополнительном выбранном материале под как жестким, так и гибким покрытием. При проектировании дорожного покрытия в районах с сезонными морозами использовались три подхода к проектированию:

  • Подход «Полная защита» - требует материалов, не подверженных замерзанию, на всю глубину мороза ( e.грамм. , методы лечения 1, 2 и 3 выше).
  • Ограниченное проникновение промерзания земляного полотна - допускает некоторое проникновение промерзания в земляное полотно, но недостаточно для развития неприемлемой шероховатости поверхности.
  • Подход с пониженной прочностью земляного полотна - позволяет больше промерзать земляному полотну, но обеспечивает достаточную прочность в периоды ослабления от оттепелей.

AASHTO 1993 (Приложение C) предоставляет процедуры и графики для прогнозирования прямого воздействия морозного пучения на потерю работоспособности и обрабатывает их с учетом дифференциального воздействия на продольный профиль дорожного покрытия.Если ожидается, что мороз будет относительно однородным, то процедуры не применяются.

По большей части подходы к проектированию местной морозостойкости были разработаны на основе опыта, а не путем применения каких-либо строгих теоретических расчетных методов. В процедуре проектирования NCHRP 1-37A доступен более строгий метод для снижения воздействия сезонного замерзания и оттаивания до приемлемых пределов, как описано в главе 6. Расширенная интегрированная климатическая модель используется для определения максимальной глубины промерзания для системы дорожного покрытия в определенном месте.Различные комбинации толщины слоев и типов материалов могут быть оценены с точки зрения их влияния на максимальную глубину промерзания и общее количество основания, а также можно выбрать материалы, необходимые для защиты чувствительных к заморозкам почв от промерзания.

7.5.7 Резюме

Проблемные почвы можно обрабатывать различными методами или их комбинацией. Методы улучшения, которые можно использовать для повышения прочности и уменьшения климатических изменений фундамента в отношении характеристик дорожного покрытия, включают:

  1. Улучшение подземного дренажа (см. Раздел 7.2, и всегда следует учитывать).
  2. Удаление и замена более качественными материалами ( например, , толстые гранулированные слои).
  3. Механическая стабилизация с использованием толстых гранулированных слоев.
  4. Механическая стабилизация слабых грунтов с помощью геосинтетических материалов (геотекстиля и георешетки) в сочетании с зернистыми слоями.
  5. Легкая заливка.
  6. Стабилизация слабых грунтов примесями (высокопластичные или сжимаемые грунты).
  7. Герметизация почвы.

Подробности большинства этих методов стабилизации будут рассмотрены в следующем разделе.

.

фундаментов на обширных почвах - 1-е издание

перейти к содержанию
  • О Эльзевире
    • О нас
    • Elsevier Connect
    • Карьера
  • Продукты и решения
    • Решения НИОКР
    • Клинические решения
    • Исследовательские платформы
    • Исследовательский интеллект
.

Веб-страница не найдена на InspectApedia.com

.

Что делать, если ссылка на веб-страницу на InspectApedia.com приводит к ошибке страницы 404

Это так же просто, как ... ну, выбирая из 1, 2 или 3

  1. Воспользуйтесь окном поиска InspectAPedia в правом верхнем углу нашей веб-страницы, найдите нужный текст или информацию, а затем просмотрите ссылки, которые возвращает наша пользовательская поисковая система Google
  2. Отправьте нам электронное письмо напрямую с просьбой помочь в поиске информации, которую вы искали - просто воспользуйтесь ссылкой СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ на любой из наших веб-страниц, включая эту, и мы ответим как можно скорее.
  3. Используйте кнопку НАЗАД вашего веб-браузера или стрелку (обычно в верхнем левом углу экрана браузера рядом с окном, показывающим URL-адрес страницы, на которой вы находитесь), чтобы вернуться к предыдущей статье, которую вы просматривали. Если вы хотите, вы также можете отправить нам электронное письмо с этим именем или URL-адресом веб-страницы и сообщить нам, что не сработало и какая информация вам нужна.

    Если вы действительно хотите нам помочь, используйте в браузере кнопку НАЗАД, затем скопируйте URL-адрес веб-страницы, которую вы пытались загрузить, и используйте нашу ссылку КОНТАКТЫ (находится как вверху, так и внизу страницы), чтобы отправьте нам эту информацию по электронной почте, чтобы мы могли решить проблему.- Благодарность.

Приносим свои извинения за этот SNAFU и обещаем сделать все возможное, чтобы быстро ответить вам и исправить ошибку.

- Редактор, InspectApedia.com

Задайте вопрос или введите условия поиска в поле поиска InspectApedia чуть ниже.

Мы также предоставляем МАСТЕР-ИНДЕКС по этой теме, или вы можете попробовать верхнюю или нижнюю панель ПОИСКА как быстрый способ найти необходимую информацию.

Зеленые ссылки показывают, где вы находитесь. © Copyright 2017 InspectApedia.com, Все права защищены.

Издатель InspectApedia.com - Дэниел Фридман .

% PDF-1.4 % 20283 0 объект > endobj xref 20283 41 0000000016 00000 н. 0000001179 00000 п. 0000001546 00000 н. 0000008551 00000 п. 0000009002 00000 н. 0000009512 00000 н. 0000010182 00000 п. 0000010416 00000 п. 0000010898 00000 п. 0000011133 00000 п. 0000011373 00000 п. 0000011418 00000 п. 0000011450 00000 п. 0000011474 00000 п. 0000012151 00000 п. 0000012508 00000 п. 0000012670 00000 п. 0000012694 00000 п. 0000013306 00000 п. 0000013330 00000 п. 0000013917 00000 п. 0000013941 00000 п. 0000014531 00000 п. 0000014555 00000 п. 0000015174 00000 п. 0000015198 00000 п. 0000015803 00000 п. 0000015827 00000 н. 0000016467 00000 п. 0000016491 00000 п. 0000017107 00000 п. 0000035214 00000 п. 0000060869 00000 п. 0000095174 00000 п. 0000102799 00000 н. 0000102880 00000 п. 0000103089 00000 н. 0000105769 00000 н. 0000105980 00000 п. 0000001768 00000 н. 0000008526 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 20284 0 объект > >> / LastModified (D: 20030321074949) / MarkInfo> >> endobj 20285 0 объект > endobj 20322 0 объект > ручей HtS} 8 wa1J-: q0> P \ e> tVfQ.vmuml5 "Yiqi | EAc №

.

Механика грунтов и фундаментостроение

Почему в гражданском строительстве механика грунтов и фундаментное строительство?

В этом разделе вы можете изучить и попрактиковаться в вопросах гражданского строительства на основе «Механика грунта и фундаментостроение» и улучшить свои навыки, чтобы пройти собеседование, конкурсный экзамен и различные вступительные испытания (CAT, GATE, GRE, MAT, банковский экзамен, Железнодорожный экзамен и др.) С полной уверенностью.

Где я могу получить вопросы и ответы с пояснениями по строительной механике грунтов и фундаментному строительству?

IndiaBIX предоставляет вам множество полностью решенных вопросов и ответов по гражданскому строительству (механика грунтов и фундаментостроение) с пояснениями. Решенные примеры с подробным описанием ответов, даны пояснения, которые легко понять. Все студенты и первокурсники могут загрузить вопросы викторины по механике грунтов и фундаментному строительству с ответами в виде файлов PDF и электронных книг.

Где я могу получить вопросы и ответы на собеседование по механике грунтов и фундаментному строительству (тип цели, множественный выбор)?

Здесь вы можете найти объективные вопросы и ответы для собеседований и вступительных экзаменов в гражданское строительство, механику грунтов и фундамент. Также предусмотрены вопросы с множественным выбором и вопросы истинного или ложного типа.

Как решить проблемы механики грунтов и фундаментов в гражданском строительстве?

Вы можете легко решить все вопросы гражданского строительства, основанные на механике грунта и фундаментальном строительстве, выполнив упражнения объективного типа, приведенные ниже, а также получите быстрые методы для решения задач гражданского строительства, механики грунта и фундаментального строительства.

Упражнение :: Механика грунтов и фундамент - Раздел 1









.

Смотрите также