Как самостоятельно выполнить геологические изыскания на участке строительства?
Статья предназначена для потенциальных застройщиков, решивших самостоятельно, своими руками построить собственный дом. Имеется в виду, что уже определены предполагаемая планировка дома и место его расположения на участке.
В состав наших упрощённых геологических изысканий на участке строительства войдёт:
- определение состава, плотности и прочности каждого из подстилающих грунтовых слоёв;
- определение наличия и расположение грунтовых вод;
- установление глубины промерзания грунтов.
Для определения состава и плотности грунтовых слоёв отрываем на участке два шурфа, глубиной не менее 2,0 м. Шурфы расположить на расстоянии 3–4 м от предполагаемого периметра дома по диагонали.
Тщательно изучаем каждый слой и замеряем его высоту. Сведения записываем в журнал. Полученные данные сравниваем с информацией, которую я сейчас дам.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся типы грунтов.
Скальный грунт
Самый прочный – скальный грунт. Скальные грунты представляют собой сцементированные и спаянные, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя породы. Скальные грунты характеризуются высоким показателем прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии. Это могут быть массивы изверженных пород с кристаллической структурой, характеризующейся значительной плотностью и малой влагоемкостью, или слоистые структуры, представляющие собой осадочные породы, сложенные из песчаников, известняков, доломитов и глинистых сланцев. Он не деформируется, не размывается, не промерзает, но и для проведения строительных работ очень тяжел. Поэтому траншеи в таком грунте можно и не делать, а заложить фундамент прямо на поверхности предварительно выровненной площадки.
Гравий
Следующие по прочности – гравий и хрящ. Гравий – природный или искусственный материал, представляющий собой окатанные зерна размером 5–70 мм с гладкой поверхностью. Они так же, как и скальный грунт, не деформируются и не размываются, незначительно промерзают. В этих грунтах глубина закладки фундамента должна быть не менее 0,5 метра. Расчетное сопротивление таких грунтов составляет 6,0 кг/см2 (для плотных грунтов) и 5,0 кг/см2 (для грунтов средней плотности).
Глина
Еще менее прочным грунтом является глина. Глинистые грунты состоят из очень мелких (размером менее 0,005 мм) частиц, имеющих в основном чешуйчатую форму. Глинистые грунты делятся на глины (с содержанием глинистых частиц более 30%), суглинки (10–30%) и супеси (3–10%). Глина деформируется (сжимается), а при промерзании значительно расширяется, сдавливая фундамент, при этом давление грунта может достигать 10 т/м2. Глины имеют большое количество тонких капилляров и большую удельную поверхность касания между частицами. Через капилляры вода заполняет все поры глины, образуя тонкие водно-коллоидные пленки, которые обволакивают частицы остова грунта. Созданное взаимное притяжение обеспечивает вязкость глинистого грунта.
Поскольку поры глины в большинстве случаев заполнены водой, то при промерзании ее объем увеличивается, и начинается процесс пучения. Глинистые грунты подвержены большему сжатию, чем песчаные, но под действием нагрузок скорость уплотнения у глин значительно меньше, чем у песков. Вследствие этого осадка зданий, основанием которых является глина, продолжается длительное время.
Несущая способность глинистого основания в основном зависит от его влажности. Так, несущая способность глины в пластичном и разжиженном состоянии очень мала, сухая же глина способна выдерживать значительную нагрузку. В местах с высокой влажностью грунта глубина закладки фундамента должна соответствовать расчетной глубине промерзания. Это правило распространяется и на другие влажные грунты. Расчетное сопротивление таких грунтов составляет 3,0 кг/см2 (для плотных грунтов) и 1,0 кг/см2 (для грунтов средней плотности).
Песчаные грунты Глина – в сухом состоянии тверда в кусках, вязка, пластична, липка; мажется – во влажном. При растирании между пальцами песчаных частиц не чувствуется, комочки раздавливаются очень трудно, песчинок не видно. При скатывании в сыром состоянии образуется длинный шнур диаметром менее 0,5 мм, а при сдавливании шарик превращается в лепешку, не трескаясь по краям; при резке ножом в сыром состоянии имеет гладкую поверхность, на которой не видно песчинок.
Состоят из частиц размером 0,1–2 мм. В зависимости от соотношения в их составе частиц различного размера пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Песчаные грунты очень легки в работе. Чем крупнее и чище песок, тем большую нагрузку он может воспринять. Вследствие значительной водопроницаемости увлажнение гравелистых, крупных и средней крупности песков практически не сказывается на их механических свойствах, а мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой, приобретают подвижность (плывуны). Это ведет к существенному снижению несущей способности основания. Крупные и чистые пески при промерзании не вспучиваются, дают быструю окончательную осадку под нагрузкой и служат хорошим основанием. Глубина закладки фундамента на таких грунтах определяется расчетной глубиной промерзания.
Простейшие методы самостоятельного определения некоторых видов грунта
Суглинок – комья и куски в сухом состоянии менее тверды, при ударе рассыпаются на мелкие куски, во влажном состоянии имеют слабую пластичность и липкость, при растирании чувствуются песчаные частицы, комочки раздавливаются легче, ясно видны песчинки на фоне тонкого порошка. При скатывании в сыром состоянии длинного шнура не получается, он рвется. Шар, скатываемый в сыром состоянии, при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям.
Супесь – в сухом состоянии комья легко рассыпаются и крошатся от удара; непластична, преобладают песчаные частицы; комочки раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур. Шар, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается в жесткую муку типа крупчатой, отдельные зерна в массе трудноразличимы.
Песок мелкий имеет зерна, слабо различимые глазом; песок средней крупности в основной массе имеет зерна размером с просяное зерно; в крупном песке большое количество зерен размера гречневой крупы.
Гравий (дресва) – зерна размером от 5–7 до 10–12 мм составляют больше половины частиц по массе. Между ними более мелкое заполнение. Гравий имеет частично окатанные формы, дресва – с острыми краями.
Галька (щебень) – зерна размером более 25–35 мм составляют более половины по массе. Между ними – мелкое заполнение. Галька – окатанной формы, щебень – остроугольный.
Песок пылеватый – напоминает пыль, ил.
Песчаные, гравийные и галечниковые грунты – не связанные.
Прочность основания будет обеспечена, если давление, которое передается фундаментом на грунт, не более расчетного для грунтов, залегающих под фундаментом.
Решающее значение при разработке фундаментов имеет величина максимального подъёма грунтовых вод и глубина промерзания грунтов. Обратитесь к соседям, очень вероятно, что у них уже есть сведения по максимальному уровню грунтовых вод.
По второму вопросу обратитесь в местную проектную или строительную фирму – вам подскажут расчетную глубину промерзания грунта.
Так, средняя глубина промерзания для следующих городов составляет:
– Волгоград, Псков, Великие Луки, Смоленск – 1,2 м;
– Москва, Санкт-Петербург, Новгород, Воронеж – 1,4 м;
– Пенза, Саратов, Кострома, Вологда – 1,5 м.
Правильный расчет позволит вам построить прочный надежный дом для многих поколений.
