Основания под фундаменты зданий и сооружений

Естественными основаниями служат грунты, способные в своем природном состоянии выдерживать нагрузку от возводимого здания или сооружения. К ним относятся скальные, обломочные, песчаные, глинистые, суглинистые, супесчаные и лёссовые грунты.

Скальные грунты — это каменные породы, залегающие обычно в виде сплошного массива. К ним относятся: известняк, пес­чаник, гранит. Скальные грунты являются наиболее надежными осно­ваниями, так как в большей степени отвечают всем предъявляемым к ним требованиям. Эти грунты имеют наибольшую прочность, явля­ются практически несжимаемыми, обладают достаточной водоустой­чивостью. Скальные грунты являются связными грунтами.

Обломочные грунты (щебень, гравий) в основном со­стоят из обломков различных скальных пород крупностью более 2 мм (свыше 50% по массе). Обломочные грунты также обладают высокими строительными свойствами с точки зрения использования их в качест­ве естественного основания, хотя и уступают скальным. Эти грунты являются несвязными, поэтому при использовании их в основаниях они не должны подвергаться размыванию.

Песчаные грунты состоят из частиц крупностью от 0,1 до 2 мм округленной формы. В зависимости от крупности частиц раз­личают пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Пылеватыми называются пески, содержащие в своем со­ставе от 15 до 50% пылеватых частиц размером от 0,05 до 0,005 мм. Частицы песка не впитывают воду, а пески гравелистые, крупные и средней крупности имеют значительную водопроницаемость. Поэтому они, как и обломочные грунты, не обладают свойством пучения при замерзании и просадок при оттаивании. Песчаный грунт можег слу­жить хорошим естественным основанием при возведении различных зданий и сооружений. Однако этот грунт является несвязным (сыпу­чим), поэтому в основаниях зданий и сооружений он не должен под­вергаться размыванию.

Глинистые грунты состоят из очень мелких частиц плоской (чешуйчатой) формы размером меньше 0,005 мм. В отличие от песчаных глинистые грунты обладают свой­ством впитывать и удерживать воду. Поэтому при промерзании влажная глина пучится, а при оттаивании дает просадку. Глинистые грунты являются связными. Сухая глина может выдерживать большие нагрузки и слу­жить основанием различных зданий и сооружений. При возведении зданий и сооружений на глинистых грунтах под подошвой фунда­ментов, как правило, устраивается песчаная подсыпка, которая способствует пропусканию воды с глинистого основания.

Суглинистые грунты (суглинки) представляют собой смесь песка, глины и пылеватых частиц с содержанием глины от 10 до 30%.

Супесчаные грунты (супеси) — это смесь песка, глины и пылеватых частиц, содержащая в своем составе глины от 3 до 10° Супеси, разжиженные водой, называются плы­вунами. Вследствие своей подвижности и не­значительной несущей способности плывуны для использования в качестве основания яв­ляются мало пригодными.

По своим свойствам суглинки и супеси занимают промежуточное положение между глиной и песком.

Лёсс по своим свойствам относится к группе пылеватых суглинков. В сухом состоя­нии лёсс может служить основанием, но при замачивании водой он размокает, сильно уп­лотняется, образуя просадки. Поэтому лёссовые грунты называют проездочным и. При использовании лёсса в качестве основания необходимо принимать меры, устраняющие возможность его замачивания

Несущая способность грунтов характеризуется величиной норма­тивного давления на грунт, выраженная в кН/см². Величина норма­тивного давления различных грунтов (в кГ/см²) указана в строитель­ных нормах и правилах.

Искусственные основания устраивают путем укрепления слабых грунтов различными способами (рис. 25). К слабым грунтам относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты.

Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил, торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются ис­кусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значитель­ной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, си­ликатизацией, битумизацией или термическим способом.

Уплотнение грунтов производят трамбовочными плитами, пнев­матическими трамбовками, катками, вибраторами (поверхностное уп­лотнение), а также путем устройства так называемых грунтовых свай (глубинное уплотнение). Этот способ применяют при недостаточно плотных грунтах, в том числе насыпных.

Цементация грунтов состоит в нагнетании в них с помощью спе­циальных труб жидкого цементного раствора или цементного молока, которые после затвердевания придают им камневидное состояние. Цементацию применяют для укрепления слабых песчаных грунтов, кроме мелкозернистых и пылеватых.

Силикатизация грунтов заключается в нагнетании в них силикат­ных растворов, в результате химической реакции которых происходит окаменение грунта. В качестве силикатных растворов обычно исполь­зуют жидкое стекло и хлористый кальций. Способ силикатизации применяют для закрепления слабых песчаных грунтов, плывунов,

лёсса.

Битумизация состоит в нагнетании в грунт разогретого битума. Этот способ применяют для закрепления крупнозернистых песчаных грунтов, обломочных и трещиноватых скальных.

Термический способ заключается в том, что производят разными способами нагрев грунта до спекания, в результате чего слабый грунт превращается в камневидный. Этот способ используют для укрепле­ния лёссовых просадочных грунтов.

Искусственные основания удорожают стоимость строительства зданий и сооружений, поэтому их устраивают в необходимых случаях с обязательным технико-экономическим обоснованием.