Консультации строителя онлайн.


Книга "Малозаглубленный ленточный фундамент" Страница 23

страница 23

Страницы книги: 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33... Оглавление

Несущая способность грунта
В примере расчета ширины ленточного фундамента мы взяли заранее известное значение несущей способности грунта, которое можно было получить при инженерно-геологическом исследовании грунта.  В этой главе мы поговорим о грунтах и их несущих способностях чуть подробнее.
Грунт - это горные породы, почвы, органические или техногенные образования, представляющие собоймногокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.  Грунты подразделяются на два класса: скальные - грунты с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями и нескальные - грунты без жестких структурных связей. Скальные грунты в большинстве своем резко отличаются по своим свойствам от нескальных грунтов. Скальные грунты практически несжимаемы при нагрузках, которые имеют место в гражданских и промышленных зданиях и сооружениях.
Вкратце перечислим основные виды грунтов по ГОСТ 25100-95 «Грунты» с небольшими добавлениями из справочных материалов Министерства сельского хозяйства США (U.S. Department of Agriculture) :

Таблица №30. Описание различных видов грунтов

Грунт

Описание

Скальный

Состоит из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Полускальный

Состоит из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа.

Дисперсный

Состоит из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения. Поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов, называется почвой.

Глинистый

Связный пластичный минеральный грунт

Песок

Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 %

Крупнообломочный

Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

Сапропель

Пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет текучую консистенцию. Содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.

Торф

Органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.

Грунт заторфованный

Песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.

Размеры частиц основных компонентов дисперсионного грунта: песка, ила и глины сильно отличаются по размеру и текстуре. Чем больше размер частиц грунта, и чем грубее их поверхность, тем больше несущая способность грунтов. Подвижность частиц грунта за счет их малого размера и слабых сил трения (сцепления) снижают несущую способность грунта (сопротивление основания). Подвижность частиц зависит от твердости грунта, его насыщенностью водой, наличия и вида связующего - заполнителя. Наименования частиц грунта в зависимости от их крупности принимаются по следующей таблице:

Таблица №31. Размеры частиц грунта.*

 

Разновидность грунтов

Размер зерен, частиц, мм

Содержание зерен, частиц,
% по массе

Крупнообломочные:

 

 

валунный (при преобладании неокатанных частиц — глыбовый)

>200

>50

 галечниковый (при неокатанных гранях — щебенистый)

>10

>50

 гравийный (при неокатанных гранях — дресвяный)

>2

>50

Пески:

 

 

гравелистый

>2

>25

 крупный

>0,50

>50

 средней крупности

>0,25

>50

 мелкий

>0,10

>75

 пылеватый

>0,10

<75

Глина

<0,002

 

Ил органический

<0,01

 

Ил неорганический

0,002 – 0,05

 

* Таблица приведена по данным таблицы 5 пособия к СНиП 2.02.01-83.

При оценке характеристик грунта, кроме его несущей способности учитывают риски, связанные с потенциалом деформации основания здания. В этом отношении отмечают способность грунта набухать.
Набухающий грунт способен увеличиваться в объеме и деформироваться при замачивании жидкостью. Важная характеристика грунта – это способность к просадке.
Просадочный грунт способен под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевать вертикальную деформацию (просадку).
Пучинистый грунт, о котором мы уже говорили в первой главе, способен увеличиваться в объеме и претерпевать относительную деформацию морозного пучения вследствие образования в своей структуре кристаллов льда.  
Для определения ширины ленточного фундамента прежде всего необходимо знать несущую способность грунта, на который будет опираться посредством фундамента возводимое здание. Сравнение несущей способности различных грунтов приведено в таблицах ниже.
Несущая способность грунта зависит не только от размеров и текстуры частиц и зерен, составляющих дисперсный грунт, но и силы связей между частицами, насыщенности грунта водой и его плотности.  Не вдаваясь во все технические детали, мы перечислим физические параметры, которые можно определить с известной мерой приближения самостоятельно при полевом исследовании грунта:
Плотность грунта определяют легкостью взятия образца грунта или возможностью погружения в грунт кола диаметром 5 см, либо указательного пальца на мягких грунтах. Очень плотный грунт – это грунт для взятия образца которого понадобится лом. В плотный грунт можно вбить кол диаметром 5 см не глубже чем на 15 см. Для взятия образца грунта понадобится лопата. В рыхлый грунт кол диаметром 5 см погружается легко. В очень рыхлый грунт можно погрузить палец как минимум на 2,5 см. Образец грунта можно взять рукой.
Текучесть грунта при полевом исследовании ориентировочно можно определить так: если лопата в грунт входит легко, но потом грунт к ней прилипает намертво, то грунт текучий. Если лопата входит в грунт тяжело и, соответственно, грунт отлетает от лопаты хорошо, то грунт не текучий.
Сухость грунта определяется следующими пробами:в сухом состоянии комья грунта легко рассыпаются и крошатся от удара, куски непластичны, не лепятся в руке, комочки грунта раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур. Шар из грунта, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.
Пористость грунта определяют путем вырезания кубика 10 на 10 см и его взвешивания. Затем кубик измельчают и мерным стаканом определяют его объем без пор. Пористость вычисляется по формулам:
E= 1 – Y0/Y; Y0=G/V0; Y= G /V1,
где  Y, Y0 – объемный вес грунта в естественном и уплотненном состоянии, G – вес единицы объема грунта, V0, V1 - объем грунта в естественном и уплотненном состоянии.

Таблица № 32  Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунтов.*

Тип грунта

Расчетное сопротивление грунта

Тип грунта

Расчетное сопротивление грунта

Галечниковые  грунты (щебенистые) с песчаным заполнителем

6 кгс/см2

Супесь

2-3 кгс/см2 (зависит от пористости и текучести)

Галечниковые грунты (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем

4-4,5 кгс/см2

Суглинок

1,8-3 кгс/см2 (зависит от пористости и текучести)

Гравийные грунты с песчаным заполнителем

5 кгс/см2

Глина плотная

4-6 кгс/см2 (зависит от текучести)

Гравийные грунты с пылевато-глинистым  заполнителем

3,5-4 кгс/см2

Глина средней плотности

3-5 кгс/см2 (зависит от текучести)

Крупнопесчаный грунт

5 кгс/см2 (средней плотности)                          6 кгс/см2 (плотный)

Глина пластичная

2-3 кгс/см2 (зависит от текучести)

Среднекрупный песчаный грунт

4 кгс/см2 (средней плотности)                          5 кгс/см2 (плотный)

Глина водонасыщенная

1-2 кгс/см2 (зависит от текучести)

Мелкопесчаный маловлажный грунт

3 кгс/см2 (средней плотности)                          4 кгс/см2 (плотный)

Уплотненная насыпь или уплотненный отвал из крупного, среднего или мелкого песка, шлака

2-2,5 кгс/см2

Мелкопесчаный влажный и водонасыщенный грунт

2 кгс/см2 (средней плотности)                          3 кгс/см2 (плотный)

Уплотненная насыпь или уплотненный отвал из пылеватого грунта, супеси, суглинка, глины, золы

1,5-1,8 кгс/см2

Пылеватый маловлажный грунт

2,5 кгс/см2 (средней плотности)                          3 кгс/см2 (плотный)

Неуплотненный отвал  из крупного, среднего или мелкого песка, шлака

1,5-1,8 кгс/см2

Пылеватый влажный грунт

1,5 кгс/см2 (средней плотности)                          2 кгс/см2 (плотный)

Неуплотненный отвал  из пылеватого грунта, супеси, суглинка, глины, золы

1-1,2 кгс/см2

Пылеватый водонасыщенный грунт

1 кгс/см2 (средней плотности)                          1,5 кгс/см2 (плотный)

Свалка грунтов и промышленных отходов

0,8 -1,2 кгс/см2

* Таблица адаптирована с упрощением из СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Приложение №3.

Исходя из сложности для неспециалиста определить важнейшие характеристики грунтов, в зарубежных нормативных документах предпочитают указывать минимальные значения несущей способности грунтов, чтобы заложить запас прочности на возможную ошибку.
Нам кажется весьма разумным такой подход. Действительно, чуть большие затраты на избыточную ширину ленточного фундамента станут незаметными в общей сумме расходов на строительство дома. Однако этот потенциальный небольшой перерасход бетона поможет значительно снизить вероятность проведения очень дорогостоящих работ по укреплению грунта и фундамента, если фундамент был рассчитан неправильно и в результате произойдет деформация основания здания.

Таблица №33. Сравнение оценки несущей способности грунтов в отечественных и зарубежных нормативных документах.
 

Несущая способность грунта (расчетное сопротивление)

Тип грунта

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Приложение №3.
Кгс/см2

International residential code 2006 Table R401.4.1
Кгс/см2

Скала

-

5,8

Каменистый грунт

-

2,9

Песчанистый галечник, гравий

3,5-6

2,4

Песок, илистый песок, глинистый песок, илистый галечник, глинистый галечник

1,5-6

1,4

Глина, песчанистая глина, илистая глина, глинистый ил

>1

0,97

 
Назад Страница 23 Читать дальше
Страницы книги: 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33... Оглавление

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ