Меню

Уплотненный грунт под фундамент



Фундамент на насыпном грунте – уплотнение насыпи, устройство монолитной плиты

Насыпные грунты обладают нарушенной структурой, разной степенью однородности и неравномерной плотностью. Они образуются самопроизвольно или планово, в результате намыва или взрыва, в местах свалок промышленных или бытовых отходов, при организации отвалов или отсыпок. Фундамент на насыпном грунте вызывает определенные сложности при его возведении, но задача в большинстве случаев является выполнимой. Сегодня целые микрорайоны строят на искусственно поднятых низинах и засыпанных оврагах, различными способами повышая несущую способность сложных грунтов. Но следует отметить, что на насыпях допускается возводить не все виды фундаментов.

Какими бывают насыпные грунты

По своему составу насыпные грунты подразделяются на несколько групп, в соответствии со строительными нормами:

  • возведенные планово, согласно проектной документации;
  • отсыпанные в результате разработок котлованов или подземных выработок, при сравнивании холмов или планировке участков большой площади, а также появившиеся вследствие производственных процессов (шлаки, формовочная земля и т.п.);
  • возникшие из смешанных отходов – бытовых или промышленных.

Плановые насыпи отличаются однородным составом и равномерной сжимаемостью. Их возводят либо намывным, либо сухим способом. В первом случае используют гидромеханизацию, а во втором – бульдозеры, скреперы, автомобильный транспорт и пр. Уплотняют слои с помощью дорожных катков и трамбующих механизмов.

Вторая группа насыпных грунтов чаще всего имеет однородное сложение, как и в случае с плановыми насыпями, но их плотность и сжимаемость на разных участках может значительно отличаться друг от друга. Подобные отвалы:

  • намывают промышленным способом;
  • организованно отсыпают слоями;
  • насыпают по откосу на всю высоту;
  • возводят беспорядочно.

Намыв отходов технологических процессов производится по той же схеме, что и при сооружении плановых насыпей. При отсыпке слоями отвалы уплотняются под собственным весом и при помощи транспортных средств, доставляющих землю, шлак и др. В случае устройства насыпи под естественным углом появляется характерная неоднородность по составу и расположению отсыпаемых пластов. Как правило, такой грунт приобретает плотность только за счет собственного веса. Беспорядочно возведенная насыпь появляется в результате хаотичного сброса земли или производственных отходов, что приводит к различной степени уплотнения грунта на близко расположенных участках.

Свалка разнородных бытовых и промышленных отходов с присутствием органических отходов неравномерна по своей структуре. Сжимаемость насыпных грунтов подобного состава имеет нестабильные показатели по всей площади насыпи.

В зависимости от давности отсыпки, насыпи подразделяют на:

  • слежавшиеся – естественный процесс уплотнения закончен;
  • неслежавшиеся – стадия уплотнения продолжается.

Период самоуплотнения насыпных грунтов зависит от разновидности и структуры составляющих пластов. Предсказать, как поведет себя насыпь после возведения на ней сооружения, довольно сложно. Естественный грунт спрессовывался столетиями и тысячелетиями, поэтому его несущая способность значительно выше. Но в условиях наличия на участке строительства холмов, оврагов и болотистых грунтов зачастую приходится предварительно устраивать насыпи, так как пересеченная местность не дает других шансов на использование площади. Поэтому владельцам территорий со сложным рельефом необходимо знать, какой фундамент на насыпном грунте считается более надежным.

Сроки уплотнения и варианты улучшения характеристик грунта

К сожалению, покупая земельный участок, будущие владельцы могут даже не догадываться о том, что его территория располагается на месте бывшего оврага или склона, а насыпной грунт пока еще не достиг требуемой плотности для того, чтобы на нем был построен капитальный дом. Если возникают сомнения или известно, что ранее производилась планировка рельефа, следует в обязательном порядке заказать геологическое исследование грунта и выполнить соответствующие расчеты его несущей способности. Анализ грунтовых условий выявит состав почвы, плотность и однородность слоев, уровень залегания естественной породы и необходимость проведения дополнительных мер, повышающих надежность основания.

Нередко случаются ситуации, когда для строительства дома хозяева целенаправленно производят планировку территории, сравнивая участок путем устройства насыпей. Также приходится производить подсыпки или замену почвы на площадках со слабонесущими и пучинистыми грунтами. В этих случаях требуется выполнить один из вариантов улучшения прочностных характеристик насыпного грунта:

  • подождать самоуплотнения, что наиболее экономично, но занимает много времени;
  • использовать спецтехнику, в том числе тяжелые трамбовки;
  • произвести цементизацию или силикатизацию, что достаточно дорого.
Читайте также:  Участок с фундаментом под баню

Естественная усадка насыпного грунта напрямую зависит от вида отсыпаемой почвы. Глина уплотняется в течение длительного срока, достигающего порой пяти лет. Крупнообломочный грунт может достичь требуемых показателей уже через год, а песок становится пригодным к использованию в качестве основания уже через полгода – год, в зависимости от конкретных условий.

В качестве предохранения от нежелательных эффектов в процессе эксплуатации дома, при возведении фундамента на насыпных грунтах производятся дополнительные работы, исходя из ситуации. А именно:

  • устройство по периметру участка набивных свай с расширением;
  • выполнение водозащитных мер, таких как организация дренажа;
  • заглубление подземной конструкции на достаточную глубину.

Выбор фундамента

Основание дома должно обеспечивать его длительную эксплуатацию, отсутствие перекосов и просадок. Насыпи относятся к сложным грунтам, поэтому к выбору фундамента следует отнестись серьезно и грамотно. Наилучшим вариантом станет обращение к специалистам, которые смогут ответственно оценить условия строительства и, взявшись за работу, гарантировать качественный результат.

При устройстве фундамента на насыпных грунтах следует учитывать, что:

  • монолитная железобетонная плита, расположенная под всей площадью застройки, максимально распределит нагрузки и обезопасит строение от неравномерных просадок. Вариант надежный, но дорогостоящий;
  • ленточный фундамент потребует глубокой оценки состояния грунта и более трудоемкого процесса работы;
  • сваи допускается использовать только в случае достаточного уплотнения насыпи и присутствия под ней естественных грунтовых слоев, имеющих высокую несущую способность.

Большинство специалистов склоняется к мнению, что оптимальным вариантом фундамента для насыпных грунтов является монолитная плита с усиленным армированием. Она имеет множество преимуществ, в числе которых можно отметить надежность конструкции, ее долговечность и простой монтаж. Они с лихвой перекрывают высокую стоимость используемых материалов.

Плановое устройство насыпи и ее технически грамотное уплотнение значительно упрощает возведение фундамента и позволяет сделать более точные прогнозы возможных изменений или подвижек грунта.

Работы по возведению плитного фундамента

До начала работ рекомендуется провести тщательные расчеты, для чего необходимо привлечь специалистов. В подготовительный этап входит рытье котлована, желательно с помощью экскаватора, так как копать вручную придется долго. После тщательного выравнивания дна приступают к сооружению опалубки в соответствии с проектными размерами. Опалубку выполняют из прочных досок, сбитых в щиты. По внешней стороне конструкцию надежно фиксируют распорками, способными выдержать давление бетонной смеси после ее заливки.

На дно котлована слоями насыпают гравий или щебень, а также песок, который периодически смачивают. Каждый пласт обязательно трамбуют. Подушка выполняется толщиной 20-25см.

В качестве гидроизоляции используют плотный полиэтилен или слой рубероида. Материалы укладывают под всей поверхностью плиты, захватывая боковые поверхности. Далее приступают к монтажу арматурной сетки, для чего на слой гидроизоляции предварительно укладывают направляющие, чтобы с нижней стороны плитного фундамента арматура не оказалась оголенной. Верхнюю сетку фиксируют на специальных опорах, высота которых подбирается с учетом толщины монолитной плиты.

Между верхней арматурной сеткой и уровнем заливки фундамента должно оставаться расстояние примерно 5см, которое необходимо для устройства защитного слоя.

Для заливки потребуется большой объем бетонного раствора, поэтому рекомендуется заказать его уже в готовом виде, а не смешивать ингредиенты порционно. Бетон в конструкцию должен подаваться частями, но в один временной промежуток. Необходимо следить, чтобы раствор на ранее уложенном участке не начал схватываться. В этом случае плита получится монолитной и равномерной. Ее толщина может достигать 40см.

Источник

Подготовка оснований под фундамент

В этом разделе рассказывается именно о подготовке основания, а не о подготовке самой строительной площадки.

Читайте также:  Что лучше фундамент плита или сплошной фундамент

Подготовка основания – это та часть работы, которая относится к подготовке грунта быть основанием под будущим фундаментом.

Подготовка основания – первый этап строительных работ, который может включать комплекс мероприятий, зависящий от вида и состояния грунта.

Подготовка основания для индивидуальных застройщиков сводится, как правило, к осушению участка (если требуется). Все остальные мероприятия по улучшению свойств грунта-основания, приведенные ниже, используются в индустриальном строительстве с привлечением сложных и тяжелых механизированных средств, с расходом большого объема специальных химических составов. Именно поэтому информация о подготовке основания здесь будет дана в ознакомительном формате.

Осушение участка застройки

Если участок застройки затоплен, то делают дренаж (Рисунок 10). Вид дренажа определяют грунтовые условия, рельеф местности и располагаемые средства. Дренаж может быть естественным, когда вода уходит самотеком (Рисунок 21, а); и принудительный, когда вода откачивается насосом (Рисунок 21, б).


Рисунок 21. Устройство дренажа строительной площадки
А – естественный; Б – принудительный;
1 – котлован (траншея); 2 – уровень грунтовых вод; 3 – придорожный кювет; 4 – дренажная труба; 5 – приямок; 6 – насос; 7 – водоотливная труба

Строительное водопонижение выполняется при возведении подземной части здания. В водонасыщенных скальных, обломочных или галечных грунтах применяют открытый водоотлив с применением центробежных насосов.

В мелкозернистых грунтах открытый водоотлив приводит к оплыванию откосов и траншей, к разрыхлению грунта в основаниях под фундамент. Здесь целесообразно применять глубинное водопонижение уровня грунтовых вод. В этих случаях воду отбирают из заранее пробуренных скважин с глубины 4…10 м, применяя центробежные или вакуумные насосы.

Для осушения пылеватых и глинистых песков, супесей, суглинков, лессовых суглинков применяют установки вакуумного водопонижения.

Открытое водопонижение не следует выполнять, если возникает восходящая суффозия, сопровождающаяся выносом с водой частичек грунта, которые отлагаются у выходов струек воды из грунта. Вымывание мелких минеральных частиц происходит с возрастающей интенсивностью и может привести к потере несущей способности грунта в самых непредсказуемых местах.

Сезонное изменение уровня грунтовых вод может сказаться на выборе времени возведения фундамента. В этой связи устройство фундамента часто планируют ближе к осени, когда уровень грунтовых вод спадает, когда верховодка не мешает проведению земляных работ.

Возведение столбчатого или столбчато-ленточного фундамента по технологии ТИСЭ не требует проведения осушительных мероприятий. Даже заполнение скважины бетоном можно выполнять без удаления из неё воды, с некоторыми технологическими приемами.

Устройство грунтовых подушек

Один из наиболее распространенных методов улучшения работы слабонесущих грунтов является устройство грунтовых подушек. Оно сводится к замене слабого грунта непосредственно под подошвой фундамента на подушку из прочного грунта, песка, гравия, щебня, шлака, строительных отходов… (Рисунок 22).

Толщину подушки назначают исходя из того, что давление от неё на слабонесу- щий грунт не превысит его расчетного сопротивления. Как видно из рисунка, ширина нижней части подушки определится её толщиной и углом распределения давления а. Этот угол зависит от состава подушки и находится в пределах 30…45°.


Рисунок 22. Устройство песчаной подушки, заменяющей слабый грунт:
1 – фундамент; 2 – обратная засыпка, 3 – песчаная подушка; 4 – слабонесущий фунт

Устройство фундамента начинается с создания котлована под размещение подушки. Грунт подушки по мере заполнения котлована проливают водой и уплотняют, доводя верхнюю поверхность подушки до проектной отметки. После создания самого фундамента обратную засыпку котлована выполняют удаленным слабонесущим грунтом.

Уплотнение грунтов

Уплотнение грунта применяется для устройства грунтовых и песчаных подушек, устранения просадочных свойств макропористых грунтов, насыпных грунтов. Уплотнение ведется при создании определенной влажности. При песков и супесей на один кубометр грунта потребуется 100…150 л воды, а на уплотнение суглинка или глины – 150…240 л. При излишней влажности грунта требуется устройство дренажа. В строительстве применяют различные виды уплотнения, каждый из которых может быть реализован несколькими способами.

Читайте также:  Утеплять фундамент или отмостку

Поверхностное уплотнение используют для устройства песчаных и грунтовых подушек, устранения просадочности макропористых и рыхлых песчаных и насыпных грунтов; оно может выполняться с применением различных механизированных средств (табл. 10).

Таблица 10. Методы поверхностного уплотнения грунта

Механизм Глубина уплотнения (м)
Пневматические трамбовки 0,1…0,2
Катки гладкие 0,1…0,25
Катки кулачковые 0,2…0,35
Виброкатки 0,4…1,2
Молот массой 2,2 т 1,2…1,4
Трамбовка массой 2…3 т 1,5…2,0
Трамбовка массой 4,5…5 т 2,5…3,0
Трамбовка массой 10 т 5,5…6,0

При уплотнении грунта тяжелыми трамбовками массой от 1 до 10 т, их подъем и сбрасывание производится с помощью крана с высоты 4…8 м и более. Число ударов трамбовкой по одному следу – около 8…12 раз.

В некоторых случаях при уплотнении в зону трамбования подается щебень, кирпичный бой или фракции, полученные при переработке разрушенных бетонных конструкций.

Глубинное уплотнение может выполняться следующими способами:
– погружение вибратора на тросе с помощью крана (применяют для уплотнения грунтов на глубине от 1 до 10 м);
– погружение стержня, прикрепленного к вибратору (применяют для уплотнения грунтов до глубины 5…20 м);
– уплотнение взрывом (для уплотнения просадочных лёссовых грунтов);
– с помощью песчаных или грунтовых свай, создаваемых при заполнении скважин песком с послойным его уплотнением (для уплотнения макропористых просадочных грунтов, пылеватых и мелких песков, сильносжимаемых заторфованных грунтов).

Закрепление грунтов

Для повышения несущей способности слабых грунтов применяют различные способы их закрепления, осуществление которых может выполняться строительными организациями, оснащенными соответствующими механизмами и расходными материалами.

Силикатизация мелких и пылеватых песков, плывунов – упрочнение грунта через нагнетание в него (при помощи инъекторов) химических растворов, которые, реагируя между собой, образуют гель кремниевой кислоты. Инъектор для грунта – это подобие медицинского шприца, но только очень большого размера (диаметр 30…75 мм), в котором выход химикатов осуществляется через его перфорированную боковую поверхность. Химикаты внедряются в грунт под давлением 3…6 атм. и расходятся в нем, образуя зону уплотненного грунта диаметром 0,6…2 м (в зависимости от коэффициента фильтрации грунта).

Для закрепления мелких песков применяют двухрастворный и однорастворный способы. Первый заключается в поочередном нагнетании в грунт растворов силиката натрия (жидкое стекло) и хлористого кальция, а второй – в нагнетании раствора фосфорной кислоты с жидким стеклом. Предел прочности закрепленного грунта:

4…5 кг/см² – для мелких и пылеватых песков;

15…30 кг/см² – для крупных и средних песков.

Радиус закрепления грунта вокруг одного цнъектора в зависимости от степени фильтрации грунта – 0,4… 1,0 м.

Силикатизация лёссовых грунтов выполняется через нагнетание в грунт только жидкого стекла, который закрепляется солями, содержащимися в грунте. Предел прочности закрепленного грунта – 6…8 кг/см² при радиусе закрепления грунта вокруг одного инъектора – около 1 м.

Смолизация грунта – нагнетание в грунт синтетических (карбомидных) смол. После закрепления лёссовидных грунтов они теряют просадочность и становятся практически водонепроницаемыми, имея предел прочности – 7…15 кг/см². (При смолизации песка предел прочности – 10…25 кг/см²).

Битуминизация грунта применяется для закрепления крупнозернистых и обломочных пород. Разогретый битум или холодная битумная эмульсия по трубам нагнетается в грунт. Битуминизация применяется для предупреждения фильтрации грунтовых вод. Грунт превращается в подобие асфальта.

Цементация грунта применяется для закрепления песчано-гравийных грунтов. Смесь воды и цемента (0,8 : 1) подается через инъекторы под давлением. Расход раствора составляет около 0,3 м³ на 1 м⊃ укрепляемого грунта.

Использование высоконапорных инъекций заключается в погружении устройства для перемешивания грунта с вяжущим материалом. Устройство снабжено специальными соплами, через которые подается раствор под давлением 150 атм. Это позволяет быстро погрузить инъектор и создать прочный массив диаметром до 3 м.

Источник