Строительство в особых условиях - основные положения - Виды грунтов и силы, действующие на фундаменты

Виды грунтов

Дадим характеристику нескольким основным видам грунтов. Особое внимание уделим их поведению в зимнее время - свойству вспучиваться.

Скалистые

Скалистые грунты - наиболее надежные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Фундамент можно возводить непосредственно на поверхности такого грунта, без какого-либо вскрытия или заглубления.

Хрящеватые

Этот вид грунта содержит прожилины гравия, обломков камней. Не сжимается и не размывается. Рекомендуется закладка фундамента с заглублением не менее полуметра.

Песчаные

Песчаные грунты имеют свойство сильно уплотняться под нагрузкой - проседать. Эти грунты не задерживают воду и при промерзании не пучятся. Рекомендуется закладка фундамента на глубине от 40 до 70 см.

Супеси и Суглинки

Супеси и Суглинки - это грунты, занимающие промежуточное положение между песчаными и глинистыми грунтами.  Они содержат от 3 до 30% включений глины. При содержании глины от 10 до 30% грунт относят к суглинкам, а при более низком содержании грунт имеет название - супесь.

Глинистые

Глинистые грунты могут сжиматься, размываться и при замерзании вспучиваются. Это самый неприятный грунт для возведения фундамента, который в этом случае должен быть заложен на всю глубину промерзания.

Силы, действующие на фундаменты

Рассмотрим силы, действующие на фундамент в летнее и зимнее время года и в наиболее тяжелых условиях эксплуатации - на учиниВ летний период года (левый рисунок) на фундамент действуют всего две силы:

- нагрузка строения на фундамент А;

- сила сопротивления грунта Б.

Рисунок в центре - схема сил, действующих на фундамент в зимнее время для случая, когда его нижняя опорная поверхность - подошва - расположена выше уровня промерзания грунта.

Такое устройство фундамента следует отнести к неправильным. В зимний период в результате промерзания грунта под его подошвой появляются силы вспучивания В. 

Кроме того, промерзший грунт сжимает фундамент и старается выдернуть его из фундаментной ямы. Действие этих касательных сил обозначено Г.

Совместное действие сил В и Г приводит к подъему фундамента на величину "а". Как уже отмечалось выше, величина подъема фундамента "а" и возврат фундамента на место после оттаивания грунта не одинаковы для всех участков фундамента.

На рисунке справа - схема сил для фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта. 

При таком решении подошва фундамента не испытывает давления мерзлого грунта снизу. А если нет сил вспучивания, то нет и зимнего подъема фундамента силами вспучивания на величину "а". Недостаток этого решения - резкое увеличение действия сил типа Г. Величина этих сил также значительна. Для нейтрализации действия этих сил рекомендуется:

- изготавливать фундамент только из армированного бетона;

- основание фундамента делают уширенным, в виде опорной площадки;

- вертикальные стенки делают сужающимися к верхней части фундамента;

- боковые поверхности фундамента покрывают скользящим слоем (полиэтилен, отработанное машинное масло, песчаные засыпки и т.д.).