Грунти як основа споруд

• Типи та властивості грунтів

• Геологічна обстеження ділянки майбутньої споруди

Для побудови будь-якої будівлі або інженерної споруди потрібно знайти таку підставу, яке своєю міцністю забезпечить довговічність і стійкість будівлі. Неминуча осідання грунту під будь-яким фундаментом, однак можна побудувати будинок так, що осаду не призведе до його деформації. Особливо треба уникати нерівномірного осідання, через яку з'являються тріщини в стінах будівель, а самі стіни відхиляються.

Як відомо, верхні шари грунту піддаються впливу ряду природних факторів. Це змочування і висихання внаслідок опадів, вивітрювання, сезонне замерзання і відтавання. Всі ці дії змінюють стан грунту, впливають на його будівельні якості і знижують несучу здатність. Саме тому будівлі та споруди потребують фундаменті - надійному підземному елементі конструкції, який служить для передачі навантаження від споруди на сам грунт, розташований у глибині від земної поверхні.

Підставою споруди називають шар грунту, який приймає на себе вагу споруди з усіма зовнішніми навантаженнями, які на нього діють.

Бувають природні підстави (в цьому випадку грунт під фундаментом залишають в звичайному стані) і штучні. В цьому випадку, коли грунт недостатньо міцний, приймають спеціальні заходи, щоб підвищити його несучу здатність.

Типи і властивості грунтів

З точки зору будівельних якостей, грунти діляться на скельні і великоуламкові, глинисті (включаючи лесовидні суглинні) і піщані.

У практиці будівництва скельні і великоуламкові грунти зустрічаються вкрай рідко. Як правило, грунти - це вивержені вулканічні, метаморфічні і осадові породи, в яких є жорсткий зв'язок між зернами (вони спаяні і зцементовані), що залягають у формі суцільного масиву (як варіант - трещиноватого шару). Зазвичай такі грунти служать надійною основою, якщо тільки шар грунту, що знаходиться прямо під породою, стійкий і не розмивається водою. Як правило, на наших будівельних майданчиках зустрічаються глинисті і піщані грунти, а також їх різні різновиди.

Піщані грунти виникають як продукт руйнування різних гірських порід. Оскільки в піску немає зчеплення між окремими зернами, для пісків характерно властивість сипучості. Внаслідок цього піщаний грунт має хорошу водопроникність і, отже, не спучується при замерзанні.

З точки зору розміру зерен, піски бувають гравелисті (в них 25% часток за розміром більше 2 міліметрів), великі, середньої крупності (в таких пісках половина частинок за розміром більші 0,25 міліметра), дрібні і пилуваті. Якщо кварцовий пісок сухий і чистий, то такий пісок, особливо великий, здатний витримувати великі навантаження, він може стати надійною основою для споруд. Ненадійний в якості підстави пісок дрібний, розріджений водою, особливо якщо в ньому присутні домішки глини і мулу.

Глинисті грунти утворюються в результаті фізико-хімічних змін, що відбуваються при руйнуванні гірських порід. Їх характерна властивість - зчеплення дрібних частинок грунту між собою. Глинисті грунти водонепроникні, внаслідок чого завжди містять від 3% до 60% води, найчастіше - 12-20%. Коли глинистий грунт замерзає, що міститься в ньому волога розширюється і збільшує його об'єм, викликаючи так зване пучение. Сухі ж верстви глинистого грунту, щільно злежалі, здатні витримувати великі навантаження від споруд, якщо тільки під ними є надійні підстилають шари.

Піщані і глинисті грунти підстав можуть бути дуже різноманітні як за розмірами частинок, так і за своїми фізико-механічними властивостями. Є спеціальні позначення: грунти з вмістом глинистих частинок розмірами менше 0,005 мм в межах від 10% до 30% називат суглинками, якщо їх зміст менше 10% - супісками.

Специфічні властивості лесовидних суглинків. Це вид грунту, який містить значну кількість часток розміром 0,005 - 0,05 мм (пилуватих частинок) і водорозчинні вапняки. Такі грунти в сухому стані досить міцні, але погано переносять зволоження, через який вони розм'якшуються і різко ущільнюються. Результатом цих процесів може стати значна осаду, сильний перекіс або навіть руйнування зведеного на такому грунті будівлі, особливо це небезпечно для цегельних будівель.

Щоб зробити лесовидні грунти надійною підставою для споруд, слід начисто виключити можливість їх замочування. Щоб це реалізувати, необхідно уважно вивчити режим грунтових вод у місці будівництва, горизонти їх вищого і нижчого стояння.

Геологічне обстеження ділянки майбутньої споруди

Щоб отримати дані, на підставі яких можна говорити про склад і властивості грунтів основи і підстилаючих шарів, проводяться спеціальні гідрогеологічні та інженерно-геологічні дослідження. З цією метою на ділянці, де буде відбуватися будівництво, в кількох різних точках по периметру майбутнього фундаменту закладають бурові свердловини і шурфи, з яких беруть грунт на проби. Шурфом називають прямокутний або круглий колодязь, стінки якого укріплені дошками і пластинами для захисту від обвалення. Свердловини бурять за допомогою бурового інструменту, який занурюють у грунт ударами або обертанням.

Під час буріння свердловин і розтину шурфів ведуть спеціальний журнал. За записами в ньому і становлять геологічні розрізи грунтів, судять про нашаруванні залягають шарів, їх потужності, а також про рівні грунтових вод. Ці дані, а також узяті в шурфах зразки непорушеною структури досліджують у лабораторіях. За ним і визначають фізико-механічні властивості грунту основи і гідрогеологічний режим будівельного майданчика.