Главной частью зданий является фундамент, так как именно он обеспечивает надежность, прочность и длительную эксплуатацию помещения. В значительной степени от него зависит качество строительства. При проектировании основания необходимо просчитывать множество факторов, в том числе учитывать структуру почвогрунта. В России 15% площадей занимают нестабильные грунтовые слои, что затрудняет постройку надежных конструкций. Без правильных расчетов при проектировании и с неверным способом укрепления существует риск не только появления трещин и деформации, просадочности строений, но и обрушения постройки.
Что собой представляет такая проблема
Особенности явления
Может возникать по естественным причинам (сезонное замерзание, оттаивание, высокая влажность), а также из-за прямого или косвенного участия человека (строительство, утечка в водопроводе, подземные работы). Почвообразующая пылевато-глинистая рыхлая порода (лессы, супеси) и лессовидные суглинки относятся к пористым низковлажным грунтовым землям, которые при превышении уровня влаги или под начальным просадочным давлением меняют свою плотность. Они также содержат легкорастворимые в воде карбонаты, нарушающие почвенную структуру.Неустойчивая физико-механическая форма усадочной почвы создает трудности при возведении сооружений. Она требует больших затрат на замену земляных слоев (или их усиление) под фундамент, дренажную систему, гидроизоляцию.
Показатель просадочности может различаться в разных частях стройплощадки. Только после выяснения того, к какой разновидности земляных условий принадлежит участок, нужно переходить к выбору варианта основания.
Какие грунты относятся к просадочным
При неоднородности земли проводить расчеты по усадке нужно по всему участку (как в глубину, так и вдоль него). Полученные показатели помогают определить категорию фундамента, рассчитать его размеры и углубленность закладки.
Таким образом, при вычислении 1 и 2 типа относительной просадочности и деформации грунта учитываются минимальное напряжение при естественном залегании и изменяющаяся толщина почвенного слоя, замоченного под прессом. Для оценки используются испытания одной или двумя кривыми, или компрессионными приборами.Грунтовые разновидности определяют путем измерения изменений осадки (ssl), количества пластов и мощности каждого из них. Самый верный способ устанавливается после замачивания опытных котлованов в течение 1-3 месяцев. За усадкой ведутся наблюдения с помощью глубинных и поверхностных марок.
Причины просадки грунта
- Высокая пористость. Показатель в среднем составляет 40-55%, но иногда может достигать 65%. При повышенной влаге макропоры заполняются водой, растворяющей и вымывающей связующие вещества. Тем самым снижается плотность и прочность почвы и увеличивается просадочность.
- Недоуплотненные лессовые, заторфованные и илистые грунтовые пласты под весом зданий уплотняются и вызывают просадку.
- Карстовые явления в значительной мере влияют на проседание лессовых почвенных слоев. Они содержат большое количество водорастворимых пород, таких как соли кальция, хлориды, сульфаты магния и натрия и др. Эти элементы связывают частицы и агрегаты (мелкие комки). Растворяясь, они ослабевают, в результате чего образуются пустоты, которые впоследствии приводят к обрушению вышележащих уровней.
- При изменении влажности глина и суглинки меняют свой объем, провоцируя неравномерное оседание.
- Таяние снега или интенсивные дожди приводят к тому, что вода быстро попадает из верхних горизонтов в нижние. За короткое время грунтовки могут подняться до метра, провоцируя еще большую просадочность.
- Влияние техногенных факторов, таких как строительство, вибрации от транспорта, усадка грунта после земляных работ, способствуют проседанию (оседанию).
Последствия для зданий и сооружений
- Появление трещин в фундаменте, полах, стенах (это приводит к ухудшению тепловой и звуковой изоляции).
- Разрушение несущих конструкций при неравномерности осадки основания.
- Нарушение геометрии опор, свай, инженерных коммуникаций.
- Затопление подвала также говорит о том, что слои просели.
- Возможное образование оврагов, ям, деформации насыпей и дорог.
- Почвы могут сдвинуться или расслоиться по периметру сооружения.
Иван Маслов
Мастер по электронике
Мастер по электронике
Мнение эксперта:
В тех случаях, когда контролирующие органы обнаруживают опасность обрушения, они принимают решение о сносе здания. Для того чтобы не допустить таких проблем, перед началом строительства необходимо производить тщательные геологические и инженерные исследования.
Методы укрепления
В соответствии с типом грунтовых условий по просадочности, целями и бюджетом проекта выбирают различные средства восстановления характеристик почвогрунта.Уплотнение
Минимизирует риск неравномерной просадки. Трамбование проводят плитами весом 1-2 тонны, сбрасываемыми краном с высоты 1-2 метров. Способ особенно эффективен для связных почв с пластической деформативностью и при уплотнении песчаных составов. С этой же целью применяют кулачковые катки (при прокатывании земли они делают ее более плотной).
- Виброкатки. Оснащены механизмом, утрамбовывающим грунтовые слои под действием веса. Применяют на крупных строительных площадках, аэродромах, дорогах.
- Виброплиты. «Прибивают» грунт с помощью вибраций. Модели с реверсивным действием позволяют проводить работы в труднодоступных условиях.
- Глубинные вибраторы. Уплотняют землю при строительстве фундаментов и основ под плотины.
Инъекционные методы
К инъекционным способам относятся:
- Тампонаж. Здесь в толщу грунта закачивается цемент, закрывающий трещины и поры.
- Полимеризация. Вводятся полиуретан, эпоксидная смола и прочие полимеры, которые при контакте с почвой делают прочную основу.
- Силикатизация. Для закачки используются силикаты калия или натрия. После проникновения в щели образуется укрепляющий гель, который повышает прочность земельных слоев.
Еще одним методом инъекционного закрепления почвенных пластов является смолизация. В качестве состава выступают синтетические смолы и отвердители. Они закачиваются в деформированные участки. Вспененные компоненты заполняют пустоты и могут даже поднять основание грунта.
Использование геосинтетиков
- Геотекстиль. Нетканые или тканевые полотна, с помощью которых разделяют грунтовые слои и проводят армирование. Они также фильтруют мелкие частицы, препятствуя их попаданию в дренажную систему.
- Георешетки или сетки предотвращают смещение грунта. Они укладываются под фундамент и заполняются бетоном. Помогают равномерно распределять нагрузку на почвогрунт, исключая его деформацию и просадку.
- Геомембраны изготавливаются из полимерных пленочных материалов, способных надежно защищать поверхности от негативных воздействий агрессивной среды и механических повреждений.
Дренажные системы
В строительстве дренаж обеспечивает устойчивость и предотвращает подтопление подвалов. Это особенно важно при возведении высотных зданий и объектов с заглубленными конструкциями.
Комплексный подход к решению проблемы просадки
- инженерные и геологические изыскания;
- осмотр стройплощадки, изучение характеристик почвы;
- грамотный выбор укрепления;
- расчет возможности усадки;
- закладку в проект дренажной системы;
- регулярный мониторинг состояния и своевременное усиление фундамента.
Заключение
В статье мы детально рассмотрели, что это такое – просадочные грунты в строительстве, какие встречаются просадки земной поверхности после земляных работ (и до начала их проведения на участке), узнали про методы, используемые для укрепления почвенных слоев.Усадочные процессы – серьезная проблема, которая может спровоцировать значительные повреждения, вплоть до разрушения конструкций. Каждый строительный проект не похож на другой и имеет свои особенности. При грамотном изучении характеристик грунтовых пластов, правильном проектировании и выборе способа упрочнения существенно уменьшаются риски, возникающие при оседаниях.
