Содержание, карта.

Просадка грунта под фундаментом


Просадки грунтов и борьба с ними

Энциклопедия фундамента

В первые годы эксплуатации любого здания грунты сжимаются под воздействием прикладываемых нагрузок. В итоге фундамент и всё строение опускается на определённую величину, называемую осадкой. Большие и неравномерные осадки являются основной причиной трещин, деформаций здания и других неприятностей. Для избежания этого и определяется несущая способность фундамента. Она должна быть такой, чтобы не превышала допустимые нормативы.

Различают два вида просадочных грунтов:

  • когда просадка от собственного веса не превышает 50 мм;
  • когда осадка от собственного веса превышает 50 мм.

Причины просадки их профилактика

При увлажнении происходит набухание грунтов, при высыхании в дальнейшем возникают просадки. К таким грунтам относятся глинистые грунты. Насыпные грунты (грунты с нарушенной структурой), образовавшиеся в результате отвалов, засыпки отдельных участков, котлованов, планировки сложного рельефа и так далее. Они сжимаются неравномерно и использоваться в качестве оснований не могут. Очень не надежно. При этом следует учитывать время их самоуплотнения. В отличие от естественных грунтов насыпные имеют неоднородный состав и неравномерную сжимаемость. Благодаря способности уплотняться со временем под воздействием собственного веса и веса здания они могут проседать. В этом случае при строительстве фундаментов следует учитывать возможную степень и сроки самоуплотнения.

Когда ленточный фундамент возводится на насыпных грунтах следует учитывать максимально допустимую нагрузку на основание. Нормативное давление на основание принимается в зависимости от плотности грунта, давности и способа его отсыпки, уплотнения и допустимых осадок для дома, но не более нормативных величин.

При выявлении просадочных грунтов с возможной просадкой от собственного веса более 50 мм принимают меры по их укреплению или устранению возможности просадки.

Возможные профилактические меры:

  • грунт уплотняется трамбовками и виброплитами;
  • устраивают грунтовые подушки из непросадочных или уплотнённых грунтов;
  • увеличивают глубину заложения фундамента до отметки ниже просадочных грунтов;
  • устанавливают по периметру фундамента буронабивные сваи - свайный фундамент.

Просадки грунтов от нагрузки фундаментов

Исследования особенностей и закономерностей развития просадок грунтов от нагрузки фундаментов показали, что они происходят только в пределах деформируемой зоны  и на участках замачивания или повышения влажности грунтов. Появление дополнительных осадок ленточных или плитных фундаментов за пределами увлажненной зоны вызывается только дополнительным обжатием грунта основания за счет перераспределения реактивных давлений при изгибе конструкций.

Просадки грунтов от нагрузки фундаментов, так же как и от собственного веса, проявляются только в тех случаях, когда суммарные напряжения в грунте превышают величину начального просадочного давления, а повышение влажности — начальную просадочную влажность. При сумме давлений на грунт от нагрузки фундамента и собственного веса грунта, меньшей величины начального просадочного давления, а в равной мере и при недостаточной степени повышения влажности — просадки фундаментов отсутствуют.

Просадка грунта от нагрузки фундамента сопровождается уплотнением и перемещением отдельных частиц грунта и их агрегатов в вертикальном и горизонтальном направлениях в пределах деформируемой зоны, причем преобладает уплотнение грунта в вертикальном направлении.

При замачивании просадочного грунта под подошвой фундамента снижается модуль деформации увлажненного грунта и основание может рассматриваться как двухслойное с концентрацией вертикальных напряжений в верхнем увлажненном слое.

Величина и характер развития просадок грунта от нагрузки фундамента зависят в основном от степени повышения влажности грунта и размеров увлажненной зоны. Неравномерность просадки фундамента вызывается изменением просадочных свойств грунтов, и, главным образом, различными глубинами увлажнения и степенью повышения влажности в пределах увлажненной зоны.

Характер протекания просадки грунта от нагрузки фундаментов во времени аналогичен уплотнению водонасыщенных глинистых грунтов с большим коэффициентом фильтрации при быстром приложении нагрузки. В первый период замачивания, когда коэффициент фильтрации грунта сравнительно высокий, просадка протекает быстро. Затем по мере уплотнения и уменьшения коэффициента фильтрации при сохранении размеров увлажненной зоны скорость просадки затухает и наступает ее стабилизация. При повторном замачивании, т. е. при увеличении размеров увлажненной зоны, просадка вновь возрастает до тех пор, пока не будет замочена вся деформируемая зона и не наступит полная стабилизация просадки.

Сопоставление отмеченные выше особенностей деформации лессовых грунтов при просадке их от нагрузки фундаментов и собственного веса грунта с деформацией обычных непросадочных грунтов от внешней нагрузки указывает на значительное их сходство. Поэтому просадку лессового грунта, находящегося в напряженном состоянии от внешней нагрузки, можно рассматривать как осадку водонасыщенного средне- или сильносжимаемого грунта с модулем деформации, соответствующим данному состоянию по влажности и плотности.

Местное замачивание лессового грунта в основании зданий и сооружений приводит к снижению модуля деформаций на замоченном участке и основание, становится неравномерно сжимаемым. В этом случае по условиям работы конструкций оно практически не будет отличаться от оснований, сложенных обычными неравномерно сжимаемыми грунтами. Основная разница состоит лишь в том, что осадку фундаментов на лессовом грунте естественной влажности к моменту местного замачивания следует считать полностью законченной и дальнейшее увеличение ее может иметь место только вследствие перераспределения реактивных давлений по подошве фундаментов.

Причины просадок грунта. Как бороться с просадками грунта.

Через год после сдачи постройки в эксплуатацию, грунты, под действием давления здания, могут давать осадку, под которой следует понимать понижение высоты фундамента над землей. Если осадка происходит на большую глубину или неравномерно по периметру основания, то оно может треснуть, изменить естественную форму и, впоследствии, разрушиться. Величина нагружения, при которой проходит нормативная усадка, является основной величиной для определения несущей способности фундамента сооружения.

Просадочные грунты бывают следующих видов:

- с просадкой, под собственным весом менее 5 см;- с просадкой, под собственным весом более 5 см.

Оба вида грунта определяются при выяснении гидрогеологической ситуации на территории строительства, которое происходит следующим образом: замачивается котлован, стороны которого соответствуют высоте слоев, подверженных осадке.

Просадка грунта происходит при наличии ряда факторов.

Некоторые грунты, при намокании, могут увеличиваться в объеме, а высыхая, они могут давать осадку. Чаще всего поддаются просадке, под действием влажности и тяжести постройки, глинистые грунты. Грунты с нарушением структуры называют насыпными. Они располагаются в местах отвалов породы, засыпанных котлованах и оврагах, и перепланировках рельефных форм. Насыпные грунты практически не применяются для установки фундамента, вследствие их способности к постепенному самоуплотнению и негативной осадке при посторонних нагрузках и сжатию, в неравной степени по всему периметру слоя, которое происходит из-за смешанности расположения слоев и состава грунта. При закладывании основания на таком грунте, стоит знать величины степени и сроков его самоуплотнения, сведенные в таблицу, а также учитывать значение максимально допустимой нагрузки, приложенной к фундаменту. Допустимое давление, на поверхность фундамента, выбирается из ряда табличных величин, в соответствии с плотностью грунта, сроком отсыпки, и способом, при помощи которого она производилась, и величиной нормативных осадок. Таблица - Примерные значения, для осадки грунтов, при самоуплотнении

Вид и степень уплотнения грунтов

Величина осадка в %

Крупнозернистый песок хорошо уплотненный

1

Песок неуплотненный

4

Глина уплотненная

2

Глина неуплотненная

10

 Таблица - За сколько времени произойдет уплотнение грунта

дописать статью ...

Просадочные грунты с просадкой под собственным весом более 5 см, подвергаются комплексу мер по предотвращению осаживания, в том числе:- уплотнению грунта посредством трамбовки;- создание подушки из грунта, который не подвержен просадке или уплотнению заранее;- замачиванию грунтов, по всему периметру предполагаемого строительства;- установке основания на глубину ниже залегания просадочных грунтов;- закрепления, по всем сторонам от основания, буронабивных свай;- производят гидроизоляцию грунта. Для укрепления грунта, также могут использоваться меры по увеличению значения несущей способности, которые непосредственно зависят от его параметров. Потребность в таком способе, может появиться при постройке многоэтажных зданий. Надобность в дополнительном укреплении грунта, обуславливается требованиями проекта.

При уплотнении грунт укатывают при помощи специальных катков, машин для транспортировки рытья земли, трамбовками с электрическими и механическими приводами, и при помощи вибраций. Поверхностные вибраторы применяют для уплотнения пылеватых и песчаных грунтов, но для глинистых - не подходят. Подверженными закрепляющим мероприятиям являются грунты слабых и особо слабых типов.

Силикатизация - это способ укрепления разных типов песков: пылеватых, однорастворных и двурастворных плывунов, мелких. Для однорастворных песков применяется силикат натрия, компонентами которого являются жидкое стекло и алюминат натрия, а для двурастворного - жидкое стекло смешивают с хлористым кальцием. Растворы насыщают при помощи инъекторов, в которые имеют давление в 3-6 атмосфер. В результате, грунт закрепляется на расстояние 0,3 - 1 метр по всем сторонам вокруг. При использовании такого метода можно подвергать закреплению, как отдельные части, так и весь объем грунта. При последнем, инъекторы располагаются рядами в шахматном порядке и на расстоянии 1,5 метра друг от друга. Цементация - это способ, который применяется для закрепления песчаных и глинистых грунтов. Процесс происходит при использовании перфорированных труб (инъекторов), по которым смесь из цемента 400 и воды, в пропорции 1:0,8 соответственно, поступает в пустоты грунта и скважину. При использовании в силикации источника постоянного тока, подключенного к инъекторам, процесс называется - электросиликатизацией. Каждый из предложенных способов укрепления структуры грунта требует наличия специализированных технологий, оборудования и специалистов, которые имеют право на проведение указанных работ.

Как бороться с проседанием грунта?

Наверняка многим приходилось замечать, что уложенная тротуарная плитка местами опустилась, образуя характерные ямы в покрытии. Схожее с этим явление можно увидеть на фундаментах или стенах недавно построенных зданий. Оно проявляется в виде трещин. Причина в обоих случаях одна – проседание грунта.

Что такое проседание грунта

Проседание грунта иногда путают с осадкой. Между тем, это совершенно разные явления. Осадка заключается в вертикальном смещении грунта, происходящем в результате его уплотнения под действием нагрузки. Проседание почвы ‒ ее способность уменьшаться в объеме под собственным весом при смачивании. Сходные процессы могут происходить при оттаивании мерзлого грунта, а также сейсмическом или вибрационном воздействии на него.

Проседание грунта может быть опасно для жизни и здоровья людей

Виды просадочных грунтов

Существует несколько видов грунтов, склонных к проседанию:

  • глины;
  • суглинки;
  • лессы;
  • лессовидные супеси;
  • пески.

Такими же свойствами обладают пепловые отложения и промышленные отходы (например, колосниковая пыль).

Отдельно следует отметить насыпные грунты, которые образуются при планировке сложного рельефа или засыпке котлованов и оврагов. Они имеют неоднородный состав и неравномерно сжимаются под действием собственного веса или нагрузок. Суммарное проседание различных видов грунта может варьироваться от нескольких сантиметров до 2 м.

Причины проседания

Проседание грунта может происходить по разным причинам:

  • Для мерзлой почвы характерны термические просадки, возникающие при повышении температуры. Такие процессы происходят в многолетнемерзлых горных породах.
  • Лессы и лессовидные грунты уменьшаются в объеме при замачивании. Причина кроется в недоуплотненном состоянии почвы. Она представляет собой пористую массу, частицы которой скреплены мельчайшими кристаллами соли. Прочность их связи резко уменьшается при повышении влажности, а поры способствуют легкому распространению воды в породе. Соль быстро растворяется и структура грунта рушится. В результате этого процесса образуются просадки. Такие почвы характерны для степных или полупустынных районов.
  • Еще одной причиной являются динамические воздействия на грунт, они приводят к вибрационным просадкам.

Как предотвратить проседание грунта

Существует несколько способов предотвращения проседания грунта. Самым простым является его уплотнение с помощью различных транспортных средств, электрических или механических трамбовок, тяжелых катков или посредством вибрирования. Еще один метод – устройство подушки из грунта, не поддающегося проседанию.

При строительстве фундаментов эффективно проявила себя установка буронабивных свай по периметру или заглубление основания ниже уровня просадочной почвы. Иногда грунты искусственно замачиваются до начала строительных работ.

Для слабых и особо слабых почв хорошим выходом является их укрепление. Плывуны, мелкие и пылеватые пески подвергаются силикатизации. Для этого используются одно- или двухрастворные составы. Оба изготавливаются на основе жидкого стекла, но первый содержит еще алюминат натрия, а второй – хлористый кальций. Для укрепления грунта растворы под давлением нагнетаются в почву и после застывания надежно фиксируют ее в радиусе до 1 м. Процесс можно ускорить, пропуская через инъекторы постоянный ток. В таком случае он называется электросиликатизацией.

Цементация грунта позволяет безопасно проводить на нем строительные работы

Схожим образом выполняется цементация почвы. Она применяется для песчаных или глинистых грунтов. Под давлением закачивается смесь цемента и воды.

Для применения этих методов требуются специальные знания и техника, поэтому логичнее такие процедуры доверить хорошо зарекомендовавшим себя специалистам.


Смотрите также