Перед початком зведення фундаменту будинку вобов'язковому порядку повинна бути проведена така операція, як перевірка несучої здатності грунту. Дослідження проводяться в спеціальній лабораторії. У тому випадку, якщо виявлено існування ризику обвалення будівлі при його будівництві на даному конкретному місці, можуть бути виконані заходи, спрямовані на посилення або заміщення грунтів.
Всі грунти поділяються на кілька основних типів:
Така класифікація за видами виконується згідноГОСТ. Грунти досліджують в лабораторних умовах з визначенням фізичних і механічних характеристик. Дані дослідження є основою при розрахунку потужності фундаментів під будівлі. Згідно ГОСТ 25100-95, все грунти діляться на скельні і нескельних, що просідають і непросадних, засолені і незасолені.
При проведенні лабораторних досліджень визначаються такі параметри ґрунтів:
Знаючи щільність частинок, можна визначити і такийпоказник, як питома вага грунту. Обчислюється він, перш за все, для визначення мінералогічного складу землі. Справа в тому, що чим більше органічних частинок в грунті, тим нижче його несуча здатність.
Порядок проведення лабораторних випробувань також визначається ГОСТ. Грунти досліджуються з використанням спеціального обладнання. Роботу при цьому проводять тільки навчені фахівці.
Якщо в результаті випробувань виявлено, щомеханічні та фізичні характеристики грунту не дозволяють будувати на ньому споруди і будівлі без ризику їх обвалення або порушення цілісності конструкції, грунт визнається слабким. До таких здебільшого відносять пливуни і насипний ґрунт. Слабкими найчастіше також визнаються пухкі піщані, торф'янисті і глинисті з великим відсотком вмісту органічних залишків грунти.
Якщо грунт на ділянці слабкий, будівництвозазвичай переносять на інше місце з більш вдалим підставою. Але іноді зробити це не представляється можливим. Наприклад, на невеликому приватному ділянці. У цьому випадку може бути прийнято рішення про зведення пальового фундаменту з глибиною закладення до щільних шарів. Але іноді більш доцільною представляється процедура заміни або зміцнення грунту. Обидві ці операції досить накладних в плані як фінансових, так і тимчасових витрат.
Процес може бути проведений двома способами.Вибір методу залежить від глибини залягання щільних шарів. Якщо вона невелика, слабкий грунт з недостатньою несучою здатністю просто видаляється. Далі на щільне підставу нижчого шару насипається погано стискається подушка з суміші піску, щебеню, гравію та інших подібних матеріалів. Даний спосіб може бути використаний тільки в тому випадку, якщо товщина шару слабкого грунту на ділянці не перевищує двох метрів.
Іноді трапляється так, що щільний грунтрозташований дуже глибоко. В цьому випадку подушка може бути покладена і на слабкий. Однак при цьому слід виконати точні розрахунки її розмірів в горизонтальній і вертикальній площинах. Чим вона ширше, тим меншою через розподіл тиску буде навантаження на слабкий грунт. Застосовуватися такі подушки можуть при влаштуванні фундаментів всіх типів.
При використанні такого штучного підставивиникає ризик роздавлювання подушки вагою будівлі. В цьому випадку вона просто почне випирати в товщу слабкого грунту з усіх боків. Сам же будинок просяде, причому нерівномірно, що може привести до руйнування його конструктивних елементів. Для того щоб цього уникнути, по периметру подушки встановлюються шпунтові огорожі. Крім усього іншого, вони запобігають перезволоження піщано-гравійної суміші.
Заміщення грунтів під фундамент повинновиконуватися тільки з попереднім проведенням відповідних досліджень та розрахунків. Зробити подібну роботу самостійно, звичайно, не вийде. Тому, швидше за все, доведеться запрошувати фахівців. Однак при зведенні не надто дорогих будівель, наприклад, господарських, дану операцію можна зробити і «на око». Хоча ризикувати ми все ж не радили б, але для загального розвитку давайте розберемося в зазначеній процедурі детальніше. Отже, етапи проведення робіт в цьому випадку такі:
У тому випадку, якщо під фундамент використаноштучне підставу, варто також влаштувати навколо будинку дренажну систему. Це дозволить трохи підвищити щільність навколишнього подушку грунту і запобігти її видавлювання в сторони.
Далі розглянемо, як можна влаштувати дренажну систему на ділянці. Стінки фундаменту для надійності краще всього гидроизолировать. Отже, особливості процесу:
Зрозуміло, на сам будинок слід змонтувати водостічну систему.
Оскільки заміщення грунтів - операція доситьтрудомістка і витратна, часто вона замінюється процедурою посилення основи під фундамент. При цьому може бути застосовано кілька різних способів. Одним з найпоширеніших є трамбування грунту, яка може бути поверхневої або глибинної. У першому випадку використовується трамбування у вигляді конуса. Її піднімають над землею і скидають вниз з певної висоти. Цей спосіб використовується зазвичай для підготовки під будівництво насипних ґрунтів.
Глибинне ущільнення грунту виконується за допомогою спеціальних паль. Їх забивають в землю і витягують. Утворені ж ями засипають сухим піском або заливають грунтобетонних.
Вибір варіанту посилення грунту залежить, перш заза все, від його складу, порядок визначення якого регулюється ГОСТ. Грунти, класифікація яких була представлена вище, зазвичай вимагають посилення тільки в тому випадку, якщо відносяться до нескельними групі.
Одним з найпоширеніших методів посиленняє термічний. Використовується він для лесових грунтів і дозволяє виконати зміцнення на глибину приблизно в 15 м. У цьому випадку в землю через труби нагнітається дуже гаряче повітря (600-800 градусів за Цельсієм). Іноді термічна обробка грунту проводиться і по-іншому. В землю вкопуються свердловини. Потім в них під тиском спалюються горючі продукти. Попередньо свердловини герметично закриваються. Після такої обробки обпалений грунт набуває властивостей керамічного тіла і втрачає здатність набирати воду і розбухати.
Піщаний грунт (фото цього різновидупредставлено нижче) зміцнюється дещо іншим способом - цементацією. В цьому випадку в нього забиваються труби, через які накачуються цементно-глиняні розчини або цементні суспензії. Іноді цей спосіб застосовується для закладення тріщин і порожнин в скельних грунтах.
На пливунах, пилуватих піщаних і макропористістюгрунтах частіше використовується спосіб силікатизації. Для посилення при цьому в труби нагнітається розчин рідкого скла і хлористого калію. Ін'єкцію можна робити на глибину понад 20 м. Радіус поширення рідкого скла часто досягає одного квадратного метра. Це найбільш ефективний, але і найдорожчий спосіб посилення. Невелику питому вагу грунту, як уже згадувалося, говорить про вміст у ньому органічних частинок. Такий склад в окремих випадках також може бути посилений силікатизацією.
Зрозуміло, операція посилення обійдеться дешевше повного заміщення грунту. Для порівняння давайте спочатку підрахуємо, скільки буде коштувати створення штучного гравійного грунту на 1 м3. Вибрати землю з одного кубічного метра площі обійдеться приблизно в 7 у.е. Вартість щебеню становить 10 у.о. за 1 м3. Таким чином, заміна слабкого грунту обійдетьсяв 7 у.е. за виїмку плюс 7 у.о. за переміщення гравію, плюс 10 у.о. за сам гравій. Разом 24 у.о. Посилення грунту обходиться в 10-12 у.о., що в два рази дешевше.
З усього цього можна зробити простий висновок.У тому випадку, якщо грунт на ділянці слабкий, слід вибрати для будівництва будинку інше місце. При відсутності такої можливості потрібно розглянути варіант зведення будівлі на палях. Посилення і заміна грунту виконуються тільки в крайньому випадку. При визначенні необхідності проведення подібної процедури слід керуватися СНиП та ГОСТ. Грунти, класифікація яких також визначена нормативами, посилюються відповідними до їх конкретного складу методами.