Геологічне обстеження ділянки будівництва, ґрунтів під забудову
Кожна будівля та інженерна споруда необхідно грунтувати на такому ґрунті, міцність якого забезпечує їхню довговічність та стійкість. Осаду ґрунту під фундаментами неминуча; проте вона повинна призводити до деформаціям будинків. Особливо небезпечний нерівномірний осад, що викликає появу тріщин і відхилення стін будівель.
Верхні шари ґрунту схильні до впливу ряду фізичних факторів (змочування та висихання, вивітрювання, замерзання та відтавання), які змінюють стан ґрунту, його будівельні якості та зменшують несучу здатність. Тому в будівлях і спорудах неминуче влаштування підземних конструктивних елементів - фундаментів, які служать для передачі діючих у спорудженні навантажень на шари ґрунту, розташовані на певній глибині від поверхні землі.
Підстави розрізняють: а) природні, коли ґрунт під фундаментом залишається в природному стані, і б) і с к у с с т в м ні, коли внаслідок недостатньої міцності ґрунту вживаються заходи, що підвищують його несучу здатність.
Визначні досягнення вітчизняної науки в галузі основ та фундаментів дають можливість будувати їх з найменшою витратою коштів та часу. У спеціальних науково-дослідних інститутах проведено роботи, що мають велике значення для розвитку фундаментобудування. Глибокі та всебічно обґрунтовані дослідження питань, пов'язаних із визначенням величини очікуваної осідання основи, наведені у працях проф. Н. М. Герсеванова, лауреата Сталінської премії проф. Н. А. Цитовича та ін. Розрахункам фундаментів під машини присвячені праці лауреата Сталінської премії проф. Д. Д. Баркана, вивченню механіки грунтів - праці проф.В. К. Дмоховського, лауреата Сталінської премії проф. Ю. М. Абелева та ін.
Для того щоб знайти найбільш раціональні рішення при проектуванні основ та фундаментів будівель та споруд, необхідно докладне вивчення даних, що характеризують геологічні та гідрогеологічні умови будівельного майданчика (властивості ґрунту, рівень і характер ґрунтових вод), а також капітальність будівель та їх особливості.
За ознакою будівельних якостей ґрунти поділяють на скельні, напівскельні, великоуламкові, піщані та глинисті.
Скельні грунти являють собою масиви природних гірських порід — граніту, вапняку, пісковику — у вигляді суцільних мас, що не вивітрювали. При товщині шару 3-4 м скельні ґрунти є надійною основою за умови, що шар ґрунту, що знаходиться під скелею, цілком стійкий і не вимивається водою.
Такою ж надійною основою є напівскальні грунти — мергелі та окремі глини. Однак слід враховувати, що в розчинних скельних та напівскельних осадових породах (вапняки, гіпси) можливі карстові явища, тобто порожнечі, що утворилися в результаті вилуговування породи ґрунтовими водами.
Крупноуламкові ґрунти, що утворилися в результаті механічного руйнування скельних ґрунтів, є напластуванням каменів різної форми і крупності (бруківки, гравію і т. п.), найчастіше слабо зцементованих. Крупноуламкові ґрунти при достатній потужності шару, що залягає, також утворюють надійну основу. Ці ґрунти водопроникні, особливо якщо вони не містять землістих або глинистих домішок і не розмиваються водою.
Піщані ґрунти є продуктом подальшого руйнування гірських порід. Піски мають характерну для них властивість сипкості внаслідок відсутності зчеплення міжокремими зернами. Результатом цього є хороша водопроникність ґрунту та відсутність витріщання при замерзанні. Будівельні властивості піщаних ґрунтів залежать від крупності зерен, щільності ґрунту та ступеня насичення пір водою. Чим чистіший і більший пісок, тим більше навантаження він може нести. Сухий чистий (особливо великий) кварцовий пісок може витримати великі навантаження і є чудовою основою споруд. Дрібний пісок, розріджений водою (пливун), особливо з домішками глини та мулу, є ненадійною основою.
Глинисті ґрунти утворюються внаслідок хімічного розкладання та механічного руйнування гірських порід. Характерною властивістю їх є значне зчеплення найдрібніших частинок ґрунту між собою. Внаслідок водонепроникності глинисті ґрунти завжди насичені водою (від 3 до 60%, частіше 12-20%). При замерзанні волога, збільшуючи обсяг глинистого ґрунту, зумовлює сильне його витріщення.
Сухі, щільно злежані глинисті ґрунти з великою потужністю шару витримують значні навантаження від споруд, якщо під ними знаходяться стійкі шари, що підстилають.
Піщані, глинисті і піщано-глинисті ґрунти основ, що найчастіше зустрічаються в практиці будівництва промислових і цивільних будівель, відрізняються значним розмаїттям у величині зерен.
Залежно від зернового складу розрізняють ґрунти гравілисті, піщані, пилуваті та глинисті.
Грунти, в яких глинисті частинки розміром менше 0,002 мм містяться в межах від 10 до 30%, називаються суглинками; при вмісті від 3 до 10% глинистих частинок і 30% пилуватих (0,002-0,05 мм) ґрунти називаються суп її я-
м в. Пісок характеризується крупністю частинок у межах від 0,05 до 2 мм та грависті ґрунти – від 2 до 20 мм.
Специфічними властивостями мають пористі лісоподібні суглинки, що містять глинисті частинки, просочені цементуючими їх карбонатами (вапняними та іншими сполуками С02). У сухому стані такі грунти мають значну міцність, але при зволоженні грунту карбонати розчиняються, грунт розм'якшується і різко ущільнюється. Внаслідок цього спостерігаються значні опади, сильні перекоси і навіть руйнування споруджених на ньому споруд. Таким чином, для того, щоб лесоподібні ґрунти служили надійною основою для спорудження, повинна бути повністю усунена можливість їх змочування.
За ступенем насичення пір водою розрізняють ґрунти маловологі, дуже вологі та насичені водою.
Геологічне обстеження ділянки споруди. Для отримання даних, що характеризують склад та властивості ґрунтів, що служать основою, та підстилаючих шарів, виробляються геологічне та гідрогеологічне дослідження. Для цього на
ділянці, наміченій під забудову, у кількох точках по периметру фундаменту закладається система свердловин і шурфів ( 43,а), з яких беруться проби грунту. Шурф є круглою або прямокутною криницею, стінки якої в залежності від характеру грунту залишаються неукріпленими або ж зміцнюються пластинами і дошками з метою захисту від обвалення (в піщаних і насипних грунтах). Буріння свердловин проводиться за допомогою бурового інструменту, що занурюється в ґрунт ударами або обертанням.
У процесі буріння свердловини або розтину шурфу ведеться журнал, за записами в якому складають геологічні резрези ґрунту і судять про напластування шарів, що залягають, про їх потужність і про рівень ґрунтових вод ( 43,6). За цими даними та за зразками «непорушеної» структури, взятими в шурфах, у спеціальних лабораторіяхвизначають несучу здатність основи та гідрогеологічний режим майданчика.
Підставоювважають шаригрунту, що залягають нижче підошвифундаментуі в сторони від нього, що сприймають навантаження відспорудиі впливають на стійкістьфундаменту та його переміщення.
Підставиіфундаменти. Класифікаціягрунтівта його характеристики. Тимчасові вказівки з проектуванняпідставіфундаментівбудівель таспоруд, що зводяться на набухаютьгрунтах.
Підставиіфундаменти». Стройиздат, 1974. Науково-дослідний інститутпідставіпідземнихспоруд. Дослідженнягрунтіву лабораторних умовах. Розділ II. Підготовкагрунтівпідстав.
Грунтипідставбудівель таспорудскельні.Підставиіфундаменти. Пристрійфундаментівтапідстав, кладка та зовнішня обробка.
Існує два осн. прийому фундаментобудування - пристрійфундаментівна природ.основиіна мистецтв,основи(див.Підстависпоруд). Якщо грунт у його єств. стані (або покращений мистецтв, прийомами).
Підставиіфундаменти- найважливіші елементи будівель таспоруд, які є складними технічними системами. При цьому руйнування структуригрунтуверхнього шаруосновиможе бути викликане замочуванням та висушуванням.
«Підстави,фундаментита механікагрунтів», 1971, ДЬ 2. 44. Довідник проектувальника промислових, житлових та громадських будівель таспоруд.
Грунтипідставбудівель таспорудподіляють на чотириосновнігрупи: скельні, великоуламкові, піщані та глинисті. вибір способів виконання робіт з улаштуванняпідставіфундаментів.
Підставипідфундаментибудівель таспорудбувають природними та штучними. Природнимипідставаминазиваютьгрунти, які.