Слабые водонасыщенные грунты
Любым проектным работам предшествует этап геологических изысканий. Это значит, что на участок будущего строительства приезжает бригада, которая проводит полевые исследования, испытания и берет образцы грунта для их дальнейшего изучения в лаборатории. Определить на глаз, по рассказам соседей или по картам районов какие именно грунты находятся в основании будущего здания невозможно, поэтому законодательно предусмотрено наличие такого этапа как геологические изыскания. Их результаты также подлежат проверке в экспертизе.
В результате этих изысканий удается точно установить какие грунты находятся в основании, какая ширины каждого из пластов, на каком уровне находятся грунтовые воды.
Если было установлено, что в основании слабые водонасыщенные грунты, то это означает, что под поверхностной почвой залегают ленточные глины (состоящие из слоев песка, супеси, глины и суглинка) ил (преобладает глинистая и пылеватая фракция), лессовые грунты.
Суглинок - это рыхлая осадочная порода, содержащая частицы пыли, песка и глины
Такие грунты:
- отличает большая деформируемость, которая может сказаться на всем здании и стать причиной обрушения;
- разрушаются при статических нагрузках;
- в природном состоянии обладают высокой пористостью и быстро насыщаются водой.
Чаще всего такие грунты можно встретить на берегах рек, озер, морей. Они образуются за счет постепенного накопления частиц ила на дне, со временем грунт уплотняется и приобретает начальную малую прочность. Такие грунты относятся к первичными, а ко вторичным относятся грунты, которые перешли в состояние слабых из-за обильного водонасыщения в результате действия ряда факторов. Разжижение водонасыщенного грунта может произойти при разрушении его структуры от динамического воздействия или при полном насыщении водой.
Это свойство глинистых грунтов долгие годы вызывало опасения и являлось причиной, по которой многие красивые и перспективные участки вдоль берегов рек оставались незастроенными. Не было разработано технологии позволяющей обезопасить грунт от действия воды, чтобы возвести на нем многоэтажный дом. Даже небольшие дачные домики, возведенные на берегу реки, за циклы осеннего-весеннего таяния и обледенения успевают значительно деформироваться и потерять изначальную геометрию.
Основной задачей строительства является осушение грунтов, устройство дренажных систем, которые не позволят воде добраться до грунтов основания.
Фундамент на слабых водонасыщенных грунтах
Расчет и проектирование фундамента на слабых водонасыщенных грунтах накладывает на проект очень серьезные ограничения и дополнительные финансовые обязательства.
При проектировании в сейсмически опасных зонах, рекомендуется использовать сваи-стойки, которые опираются на прочный грунт, прорезая слабые грунты насквозь.
Для укрепления грунтов и обеспечения прочности фундамента:
- уплотняют основание с помощью фильтрующей пригрузки;
- используют известковые сваи, для этого пробуривают скважины и заполняют их известью и утрамбовывают каждый метр. Диаметр известковой сваи увеличивается за счет взаимодействия негашеной извести с поровой водой, эта реакции сопровождается выделением тепла, в результате влажность также становится ниже;
- производят электрохимическую обработку, которая подразделяется на электросиликатизацию, электроосушение и электролитическую обработку;
- при возможности слой слабого грунта заменяют песчаной подушкой с дренажными прорезями.
Помимо всех вышеперечисленных мероприятий изменения вносятся и в проект - чтобы избежать неравномерной осадки, здание делят осадочными швами на несколько блоков. Жесткость каждого отдельного блока повышается за счет устройства армированных швов, связей, армированных поясов.
Рисунок 1. Схема уплотнения слабого грунта. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рисунок 2. Схема замены слабого слоя грунта. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Также могут применяться методы ударного разрушения и динамической консолидации.
Оценка грунтов позволяет предусмотреть все необходимые мероприятия на этапе проектирования и заранее продумать те способы и методы, которые позволят зданию простоять долго. Несмотря на существовавшие ранее опасения, современная практика доказывает, что и на слабых водонасыщенных грунтах можно возвести надежный многоэтажный объект, если учесть все ограничения и минимизировать риски.
