ОСОБЕННОСТИ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ФУНДАМЕНТОВ

Общая характеристика просадочных грунтов

Просадочные грунты представляют собой особую категорию грунтов, которые характеризуются высокой пористостью и способностью изменять свою плотность под воздействием давления и повышенной влажности. К таким грунтам относятся лессы и лессовидные суглинки, мергель и опока. Их пористость может достигать 50%, а большая часть грунта состоит из пылевидных частиц размером менее 0,05 мм. В нормальных условиях эти грунты имеют низкую влажность (до 10-12%), но при воздействии дополнительной влаги их структура значительно изменяется, что приводит к потере несущей способности.

 

Типы просадочных грунтов

Лессовые грунты являются наиболее распространенным типом просадочных грунтов. Они образуются в результате ветрового переноса и накопления пылеватых частиц. Характерной особенностью лессовых грунтов является их способность сохранять вертикальные стенки при копании, что обусловлено наличием капиллярных связей между частицами.

 

Лессовидные суглинки представляют собой переходную форму между лессовыми грунтами и обычными суглинками. Они обладают меньшей пористостью и большей плотностью, но сохраняют склонность к просадке при замачивании.

 

Мергель и опока являются осадочными породами, содержащими значительное количество глинистых частиц. При замачивании они могут терять прочность и давать просадку под нагрузкой.

 

Особенности проектирования фундаментов

При проектировании фундаментов на просадочных грунтах необходимо учитывать два основных типа просадки:

• от нагрузки объекта
• от собственного веса грунта

Из-за неоднородности грунтов проведение расчётов по просадочности должно осуществляться на всей площади и глубине строительства. Это позволяет определить:

• вид фундамента
• его размеры
• глубину закладки
• характеристики каждого слоя грунта

Проблемы безопасности и эксплуатации

Основная проблема при строительстве на просадочных грунтах связана с безопасностью эксплуатации здания. Просадка грунта может вызвать:

• изменение надёжности опор
• нарушение целостности фундамента
• деформацию и разрушение стен здания
• появление трещин в конструкциях
• нарушение работы инженерных систем

Поэтому при проектировании фундаментов необходимо проводить тщательные исследования грунтов, учитывать их особенности и разрабатывать комплексные меры по устранению воздействия просадочности.

 

Этапы проектирования фундамента

1. Инженерно-геологические исследования:

• бурение скважин
• отбор образцов грунта
• определение просадочных характеристик
• составление геологического разреза
• оценка однородности грунта

2. Разработка защитных мероприятий:

• прорезка неустойчивых пород
• устройство грунтовых подушек
• устройство дренажных систем
• гидроизоляция конструкций
• укрепление грунта

3. Проектирование фундамента:

• определение размеров подошвы
• расчёт глубины заложения
• выбор типа фундамента
• расчёт несущей способности
• проверка деформаций

4. Расчёт просадки:

• определение расчётной просадки
• расчёт осадки фундамента
• проверка допустимости деформаций
• разработка мероприятий по уменьшению просадки

5. Комплексный расчёт:

• окончательный расчёт фундамента
• проверка всех параметров
• утверждение типа и размеров фундамента
• разработка рабочей документации

Методы устранения просадочности

Для борьбы с просадочностью грунтов применяются следующие методы:

• поверхностное уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками
• глубинное уплотнение грунтовыми сваями
• устройство грунтовых подушек из непучинистых материалов
• предварительное замачивание грунтов
• термическое закрепление грунтов
• химическое закрепление грунтов
• устройство грунтовых подушек с послойным трамбованием

Экономические аспекты

При выборе метода борьбы с просадочностью необходимо учитывать:

• стоимость работ по укреплению грунтов
• затраты на устройство фундаментов
• расходы на гидроизоляционные мероприятия
• стоимость обслуживания конструкций
• долговечность применяемых решений

Хотя прорезка всего слоя просадочного грунта может привести к увеличению стоимости фундамента, это компенсируется за счёт сокращения затрат на устройство искусственного основания и гидроизоляционных мероприятий.

 

Контроль качества строительства

При строительстве на просадочных грунтах необходимо осуществлять:

• входной контроль материалов
• операционный контроль работ
• геодезический контроль деформаций
• контроль качества уплотнения
• испытания грунтов
• мониторинг осадок

Эксплуатационные требования

После строительства необходимо:

• обеспечить защиту от подтопления
• контролировать уровень грунтовых вод
• следить за состоянием дренажных систем
• проводить регулярные обследования конструкций
• своевременно устранять дефекты
• контролировать нагрузки на здание

Правильный учёт всех особенностей просадочных грунтов и соблюдение технологии строительства позволяет обеспечить надёжность и долговечность зданий, построенных на таких грунтах.