О разновидностях грунтов

Во многом надёжная работа и долговечность любого фундамента связана с физическими характеристиками, находящихся в его основании грунтов. Грунтовые породы, на которых возводятся фундаменты инженерных сооружений и загородных домов, можно подразделить на:

• скальные;
• крупнообломочные в виде конгломератов;
• разновидности глинистых грунтов;
• песчаные грунты;
• заторфованные.

Скалистые

К ним относятся изверженные, осадочные, метаморфические и виды пород, характеризующиеся наличием прочных связей повышенной жёсткости между зёрнами и залеганием сплошными массивами или трещиноватыми слоями. Даже в водонасыщенном состоянии их отличают высокие пределы прочности на сжатие и способность размягчаться с растворением в водной среде.

По степени растворимости различают:

• труднорастворимые — доломиты, песчаники, известняки, различные известковые конгломератные виды;
• среднерастворимые — ангидриты, гипсоносные конгломераты и гипс;
• легкорастворимые — соли каменные.

При проникновении влаги сквозь трещины в таких грунтах могут образовываться карстовые полости.

Скалистые грунты наиболее надёжны. Они обладают высокой прочностью, не проседают и не подвержены размываемости. Зимой им не угрожает явление вспучивания. Фундаменты на них допускается устраивать без устройства заглублений конструктива, возводить прямо на поверхности.

Единственная сложность - трудоёмкость разработки.

Конгломераты

Это несцементированные между собой крупнообломочные грунты, с содержанием в весовом отношении более 50% обломочных частиц размером больше двух мм. Хрящеватые или обломочные виды грунтов могут содержать вкрапления гравия и каменные обломки. Они практически не деформируются и не размываются.

По крупности неокатанных частиц, составляющих более 50% от общего веса породы, различают три группы:

• валунные (глыбовые) — крупность более 20 см;
• галечниковые (щебенистые) — крупнее 1см;
• гравийные (дресвяные) — до 2 мм.

Крупнообломочные виды грунтов обладают высокой несущей способностью, гарантированно выдерживают большой вес нескольких этажей домов. В конгломератах рекомендовано закладывать ленточные фундаменты на глубине от 50 сантиметров.

Глинистые породы

К ним относятся связанные виды грунтов, имеющие Ip ≥ 0,01 (число пластичности - разница между влажностью на границах текучести и раскатывания). По этому показателю существует следующая классификация:

• супеси — песчаные смеси, с содержанием 5 — 10% глины. После разжижения водой некоторые разновидности супесей приобретают такую подвижность, что начинают течь как жидкости. Они получили название плывунов, которые практически не могут быть использованы в качестве надёжного основания. Возведение фундаментов на таких грунтах представляют большую сложность и опасность. Поэтому при необходимости сооружения объектов на плывунах рекомендуется обязательное участие инженеров-строителей, с опытом работ в данных условиях;
• суглинок — песчано-глинистые осадочные рыхлые горные породы, с содержанием глин по массе 10 — 30 процентов. По присущим им физическим характеристикам суглинки являются промежуточными звеньями между песками и глинами, в зависимости от количества содержания последних, они подразделяются на тяжёлые, лёгкие, и средние;
• глины — разновидность горной породы состоящей из частиц крупностью не более 0,005 мм, в составе которой присутствуют мельчайшие песчаные частицы в небольших количествах.

Все виды глинистых грунтов обладают сжимаемостью под нагрузками и размываемостью под воздействием влаги, а при замерзании в них воды, вспучиваться. Это одни из самых неприятных для строительства грунтов. Надо отметить, что глина обладает значительно более высокой сжимаемостью, чем пески, при этом скорость уплотняемости под воздействием нагрузок у неё значительно меньше, что приводит к продолжающимся более длительное время осадкам фундаментов, заложенным на глинистых грунтах, чем устроенных на песчаных почвах.

Справедливо считается, что слежавшаяся за многие годы глина является достаточно хорошим основанием для устройства фундаментов домов. Но не бывает правил без исключений. На практике глина, находящаяся в своём природном состоянии, никогда не бывает сухой. Её нахождению в постоянно увлажнённом состоянии способствует капиллярный эффект, который всегда присутствует в грунтах, имеющих мелкую структуру. Но главное коварство поведения глины под нагрузкой заключено не во влажности, а в её неоднородной структуре.

Непосредственно глина отличается слабыми свойствами пропускания влаги, проникание воды происходит через различного рода глинистых примесей. Особую опасность представляет явление неоднородной влажности при замерзании грунта.

При наступлении устойчивой отрицательной температуры происходит примерзание глины к фундаментным конструктивам, её вспучивание и подъём элементов фундамента вместе с глиной. Вследствие различной влажности глины её вспучивание происходит в разных местах по-разному, на отдельных участках это происходит незначительно, а в других более сильно. Такие явления приводят к появлению трещин различной ширины в конструктивах фундаментов и даже к их разрушению. К сожалению, такие случаи в практике строительства гражданских и промышленных объектов происходят довольно часто, поэтому это нельзя не учитывать при заложении фундаментов индивидуальных домов. Явлениям пучинистости подвержены все разновидности глинистых пород.

Макропористые — глинистые грунты, в которых поры, намного превышают размеры грунтовых скелетов и хорошо видны даже при наружном осмотре невооружённым глазом. К ним относятся лёссовые (в составе ≥ 50% пылеватых частиц), наиболее распространены в южных областях России и дальневосточном регионе. Влажность лёссов приводит к их размоканию и потере устойчивости. Опасность для устройства фундаментов также представляют илы, образующиеся в воде в виде структурных осадков глинистых грунтов в начальной стадии их формирования под влиянием происходящих различных микробиологических процессов. Подобные виды грунтов расположены в основном на болотах, заболоченных местах и там где проводились торфоразработки.

Заложение фундаментов на лёссовых грунтах и илах требует обязательное применение мероприятий для укрепления оснований.

Консистенция глинистых грунтов легко определяется визуально при выполнении их разработки обычной лопатой. Пластичные грунты липнут к лопате, а твёрдые рассыпаются на мелкие кусочки. Достаточно точно вид глинистого грунта определяется при его растирании на ладони или скатывания в шнур.

Песчаные

Пески - это сыпучие смеси, состоящие из образовавшихся при длительных природных процессах выветривания горных пород кварцевых зёрен и ряда других минералов. В зависимости от крупности различаются следующие виды песков:

• пылеватый;
• средней степени крупности;
• крупный;
• гравелистый.

Чем больше крупность песков, тем более значительные нагрузки они способны выдерживать. Пылеватый, имеющий частицы размером больше 0,05 мм, отличается недостаточной способностью по восприятию нагрузок и поэтому не является достаточно надёжным основанием для устройства фундамента.

Пески отличаются лёгкостью разработки, хорошей способностью пропуска воды и значительной уплотняемостью под воздействием нагрузок.

При залегании слоями достаточной мощности, равномерной плотности и расположении грунтовой воды ниже глубин сезонных промерзаний, они представляют собой отличное основание для любого строительства.

Заторфованные грунты

По относительному содержанию растительных осадков различаются:

• слабозаторфованные;
• среднезаторфованные;
• сильнозаторфованные;
• торфы.

При устройстве фундаментов на заторфованных грунтах необходимо обязательное проведение следующих технических мероприятий:

• уплотнение с использованием трамбовок (как электрических, так и механических);
• укатывание катками;
• виброуплотнение;
• устройство глубинных дренажей.

Более действенными способами являются устройство свайных фундаментов или выемка торфяных грунтов с полной заменой.

Чтобы обеспечить надёжность будущего фундамента и для принятия технически грамотного решения, прежде чем выполнять работы по устройству фундамента необходимо проведение инженерно-геологических изысканий, которые лучше поручить специализированной организации.